一、引言
在嵌入式应用系统中，越来越多的应用需要扩展外部 Flash 来满足存储需求，例如 GUI 的应用，需要将视频、图片、字体等素材存储在外部 Flash。对于 SPI、FMC、 FSMC、QSPI、OCTOSPI、SDMMC 等接口存储器，需要一个 Flash Loader，把资源下载到外部 Flash。在 STM32CubeProgrammer 安装目录的“bin/ExternalLoader”目录下，ST 提供了官方开发板对应的 Flash Loader，也就是 stldr 文件。但官方提供的 Flash Loader 数量有限，不能完全满足用户需求，需要用户根据自己的 MCU 型号、Flash 类型，开发自己的 Flash Loader。
0 {1 J5 y' p2 h) g' `# J
% N7 D/ X' ^- a( Z6 oST 的 X-Cube-DISPLAY 是 STM32Cube 扩展包，3.0 版本提供了 SPI/QSPI 接口的 MX25L6433F 的 Flash Loader 的源码工程，用户可以基于此进行自己 Flash Loader 的开发。本文档就是根据 X-CUBE-DISPLAY 3.0 所提供的 Flash Loader 工程，以 NUCLEO-STM32G474+GFX01M2 开发板为例，介绍了 STM32CubeIDE、KEIL、IAR 等不同编译器利用 X-CUBE-DISPLAY 所提供的 API 来生成外部 Flash Loader 的方法。

! C2 n# H$ e# ?3 Q二、Flash Loader 的开发过程
4 f, [: [5 K( s- B6 v' y参考 ST 在 X-CUBE-DISPLAY 3.0.0 所提供的 Flash Loader 工程，外部 Flash Loader 的开发过程主要包括以下 3 步。
  d/ _' P% i2 M. B（1）更新 Dev_Inf.c 中的存储器芯片信息。
# C) D9 q* d$ }- Q; J* m' ~  V+ u（2）重写 Loader_Src.c 中的相关接口函数。
（3）更改输出文件名。
. v& Q2 k! e/ ^1 L2 r
项目配置好后编译整个 Flash Loader 项目，将生成一个 ELF 文件，文件的扩展名取决于所使用的编译器，Keil 的为.axf，EWARM 的为.out，STM32CubeIDE 的为.elf，通过编译后处理指令更改为 stldr 扩展名的文件，将该 stldr 文件复制到 “bin/ExternalLoader”目录下就可以被 STM32CubeProgrammer 使用了。
$ Q$ @1 N6 M) h
2.1. Dev_Inf.c 介绍
; @0 s! P3 d: E9 c; R此文件中定义的 StorageInfo 结构提供有关外部存储器的信息。用户在制作自己的 Flash Loader 时，需要根据 Flash 的参数来更新相关信息。

2.2. Loader_Src.c file
+ R) I4 y9 |7 b8 g' Q该文件包含了制作外部 Flash Loader 所需的接口函数，主要包含初始化，擦除，写入以及读出等操作。其中 Init，Write， SectorErase 这些函数是必需的，不能被省略。除了这些函数之外，您还可以重写 Read，Verify，MassErase 函数。

( N/ g8 P7 t2 T8 Y7 e, G! G6 i2.2.1. Init
1 n; @4 s  W( @: m; sInit 初始化连接到外部存储器的 GPIO 引脚以及初始化 IP 所用的时钟。
, Y/ \9 _' L4 j! B9 c6 f) S如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
7 q* p. e( K4 uint Init (void)
' U+ H0 f' f6 r1 g& [
+ O' J1 f' a: |: f. V) x& x2.2.2. Write
Write 函数将在 RAM 定义的缓冲区写入到外部存储器。
, M/ M! S9 t4 b! Y如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
int Write (uint32_t Address, uint32_t Size, uint8_t* buffer)

6 D# H/ n/ @8 s  X2.2.3. SectorErase
8 W+ h5 _: @6 B8 G擦除内存指定的扇区。其中起始地址等于要擦除的第一个扇区的地址，结束地址等于要擦除的结束扇区的地址。
如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
; O, Z5 j- B/ n; E/ R# k6 b# n* {int SectorErase (uint32_t StartAddress, uint32_t EndAddress)
* r3 L% J: K. ]8 K; B/ D
/ c* P. E7 o4 _8 [, O! J9 \2.2.4. Read 功能
Read 函数将存储器指定地址的数据读取到内存中的缓冲区中。
" K7 m3 m4 b- H: J如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0
int Read (uint32_t Address, uint32_t Size, uint16_t* buffer)
, H  J! Z* P4 |) |6 U
2.2.5. Verify
功能当选择“边编程边验证”模式时调用验证函数。此功能检查编程的内存是否与 RAM 中定义的缓冲区相对应。
  \; F% p  i' U- a! M+ K
2.2.6. MassErase 功能
MassErase 功能会擦除全部内存。
如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
5 s3 ?1 t# J9 i9 ?7 ^int MassErase (void)
/ e  I* @7 J" }. g# F1 g
2.2.7. Checksum 功能
/ N( D5 O0 l) h) f5 e; d/ L描述的所有函数在操作成功时返回 1，在失败时返回 0。

三、利用 X-Cube-Display API 生成 Flash Loader 的方法
, G) x( R9 y: z+ [  F这里参考 X-CUBE-DISPLAY\3.0.0\Projects\NUCLEO-WB55RG\Applications 目录下的 GFX01M2_FlashLoader 工程的方法，来移植一个 NUCLEO-G474+GFX01M2 的 Flash Loader，这是一个 SPI 接口的 NOR FLASH，芯片型号 MX25L6433F。
8 n# F' V) n. S5 u3 T我们打开 STM32CubeMX，MCU 选择 STM32G474RET6，首先配置时钟，其次这里用到外设有 SPI，还需要对 SPI 进行配置，查看 X-NUCLEO-GFX01M2 和 NUCLEOSTM32G474 原理图，外部 Flash 用到了 SPI2，GPIO 引脚用到了 PB13, PB14, PB15, PA8。SPI2 相关配置参数如下图所示。

" ~* `$ a6 p8 d

$ Z/ T2 E5 R/ d) K0 q

0 _% c! N' S5 I/ @3 r4 i9 T' J

▲ 图1. SPI 参数配置

% @4 i) ?2 m7 U2 J2 Y
( w& F, o7 o, ]; p& t8 B
SPI2 外设相关参数配置结束后，点击 X-CUBE-DISPLAY 标签，为相关的 IO 接口配置对应的引脚和外设。
3 p, z7 L$ q4 l图片

# y' ~0 I& J3 Q9 j: L
" P% N9 Y; N' ]$ P+ E

: f1 u9 P( L) z2 }, m1 \$ A! N

9 e1 L) Q" I; F* F  ~+ O

7 g$ b3 W' L& ~$ [

▲ 图2. X-CUBE-DISPLAY IO 接口配置

- j3 d5 m2 X& I) q/ D# e. a

  p: K1 [3 f6 ~0 D: O相关参数配置好后，点击 Project Manager，给工程重新命名，由于 Flash Loader 不需要 main 函数，选中配置的 “Do not generate main()”，这样生成的代码就不会有 main 函数。然后点击生成代码按钮生成代码。
0 @; T6 e9 c* u7 d5 E9 h: r  m, J

2 a9 Q' @- b' d, K" w0 Y  {

: H7 s+ T  i& D1 X" S3 f

▲ 图3. Project Manager 修改

8 b  N: s, {1 T0 ~: }
" V6 |3 b6 H- R1 N! }5 x生成的代码还需要添加 Dev_Inf.c、Loader_Src.c、Dev_Inf.h、Loader_Src.h，将这个代码添加到 Core 文件夹下的 Inc 和 Src 文件夹，为了方便不同编译器生成的代码能够自动加载这几个文件，复制.extSettings 文件到该工程文件夹，该文件会为工程新建一个 Loader 文件组，然后再重新生成代码。生成的代码用 VSCode 打开，在 main.c 函数中新增 MX_Init()函数，函数主要的功能是复位外设和初始化 GPIO。
" p( I1 h- _" ?3 e$ L

8 a# U# c' y! s, f

▲ 图4. 添加 MX_Init()函数

关于 Dev_Inc.c 和 Loader_Src.c 文件中的函数，这里就不再做一一说明，大家可以对照附件查看，下面主要介绍下不同编译器的工程属性配置。

) H" i; i' p" M. M7 B  J% O3.1. STM32CubeIDE 工程配置
STM32CubeIDE 的配置修改包括从工程中去除 startup_stm32g474retx.s，修改 Linker 文件，修改启动函数入口，添加后处理生成 stldr 文件。
7 K( s) i* y$ v* `' C6 `6 ]

$ t! H. F0 z# ]$ w9 J

6 K% n% w/ v" @3 z* F% I

▲ 图5. STM32CubeIDE 中将 startup_stm32g474retx.s 从工程中去除

' y( }1 U+ G2 u& ?  k

修改 Linker 的配置，通过“Properties”打开设置页，将 Linker 文件修改为 STM32_FLASH.ld。

' {( |+ F4 a5 }! k( z% |. G
# ^5 T( v4 b6 Z: g: H8 d5 F

/ x6 n5 c  W4 Y& M: ^

& f- s6 p5 k5 d* k4 W; L$ U9 d

▲ 图6. STM32CubeIDE 修改 Linker 文件

通过 “Settings” -> “Build Steps” 配置页中，在 “Post-build steps” 处添加指令 ：cmd.exe /c copy /Y "$(BUILD_ARTIFACT)" "..\MX25L6433F_GFX01M2_STM32G4.stldr"，编译后生成 stldr 文件。
6 o3 V9 ?6 D" D& [

& X1 \5 r. e8 [' g1 a8 Z& D' u

% L5 h4 D+ Q( M: Q. T0 h$ K  Q, s

▲ 图7. 在 STM32CubeIDE 中添加后处理语句

4 Q# ], S9 F# r  F; H/ G% h
当这些配置好后，重新 Build 工程，这样就会产生所需要的 Flash Loader。
1 t* i' H/ B( f$ T/ p
3.2. KEIL 工程配置
/ p+ n9 Q- k) q+ S! L6 R与 STM32CubeIDE 配置过程类似，KEIL 的配置过程主要包括以下操作。在 Target 标签页，Arm Compiler 选择“Use default compiler version 6”,如下图所示。

' B% H. ?/ H, i

▲ 图8. 更改 Arm Complier

在 startup_stm32g474xx.s 的文件属性中，去除勾选“Include in Target Build”和 “Always Build”，这样这个文件就不会被编译和包含在这个工程中。
( K) y6 |* S/ a  Y
2 m- s( q/ u7 B$ u; ~3 A* [

7 d/ `/ h: N; x) ~" s: m7 ]' h

▲ 图9. 在 KEIL 中将 startup_stm32g474retx.s 从工程中去除

# |9 u9 u$ L& j7 u) B

在属性界面，切换到 Linker 界面，去掉“Use Memory Layout from Target Dialog”勾选，修改链接文件，将链接文件更换为 stm32_loader.sct，同时注意在 Misccontrols 添加“--paged --pagesize 0x10--diag_suppress L6305” 。
# T$ K6 G$ f1 l! S% N# C1 A

( S+ l! v+ F5 z# P. X

3 O# O, R2 l6 m: `! u5 x4 p

▲ 图10. KEIL 中修改链接文件

. e" \# S- U! F/ m- e3 W- w与 STM32CubeIDE 配置类似，添加后处理语句“cmd.exe /C copy /Y "!L" "..\MDK-ARM\MX25L6433F_GFX01M2_STM32G4.stldr"”。


4 K7 ~+ A2 E9 e  o5 }) c6 B

/ N5 R* K7 U/ s  z4 P8 B

▲ 图11. KEIL 中添加后处理语句

1 s* b* _7 q8 a5 L) I& S/ S  n: h+ C  X
/ X' \1 f8 t( [+ ~, r5 w) ?
这些配置好后，重新编译代码，会在 MDK-ARM 文件夹下生成 stldr 文件。

$ Z4 t; M, O1 K% |4 A
' g* l  ?% d9 g" {, b3.3. IAR 工程配置
IAR 工程配置与 STM32CubeIDE 和 KEIL 的过程类似。
  k- ?" c; u* m3 J+ C
! l0 ]  ~# U  y% s

/ ]$ F( Z9 e, X' B

- e, f$ d0 ]! V" n& m; s6 m5 b6 R

3 A2 x* B" E, R$ z0 I

▲ 图12. IAR 中将 startup_stm32g474xx.s 从工程中去除

) K: t5 c& o8 M; n/ u0 F+ w0 s/ j
: M& P8 h0 }3 N6 d) l

% I4 B4 F+ h) r* B3 f" f

▲ 图13. IAR 中修改链接文件

( Z) X9 V# n- H- t) i+ V

▲ 图14. IAR 中更改入口函数

2 h' f- ]# F$ j8 j# W8 [7 U

▲ 图15. IAR 中添加后处理函数

. k$ V' W8 c6 N6 H" j
. E' @/ P  ~9 p, u8 I
1 |- X! z) e5 \- z这些配置好后，重新编译代码，会生成 stldr 文件。
6 }! a7 y- s4 b; l
5 \" D5 _$ a2 J+ e# L四、小结
本文结合 X-Cube-DISPLAY 3.0 软件包中的示例，介绍了利用 X-CUBE-DISPLAY API 进行 Flash Loader 的方法，如果用户选择的 Flash 是 MX25L6433F 这款 Flash，那么可 以参照此方法，来快速开发自己的 Flash Loader，如果所选的 Flash 不是 MX25L6433F，也可以参照此方法，重新编写对应存储器的驱动来开发对应的 Flash Loader。

- P7 P* }0 l4 b1 [
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: k2 ]/ M9 a) Q/ W
) d* i! X$ r+ W) w. r

你好，关于IAR制作stldr文件有详细的教程吗？比如最后用的是什么指令？