STM32 芯片启动过程

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一、前言

下面主要讲解从上电复位到 main 函数的过程。主要有以下步骤：

1. 初始化堆栈指针：SP = __initial_sp、PC = Reset_Handler
2. 初始化中断向量表
3. 配置系统时钟
4. 调用 C 库函数 _main 初始化用户堆栈，然后进入 main 函数

二、STM32 的启动模式

启动模式决定了中断向量表的位置，STM32 有三种启动模式：

1. 主闪存存储器启动：从 STM32 内置的 Flash 启动（$0x08000000-0x0807FFFF$），一般我们使用 JTAG 或者 SWD 模式下载程序时，就是下载到这个里面，重启后也直接从这启动程序。以 0x08000000 对应的内存为例，则该块内存既可以通过 0x00000000 操作也可以通过 0x08000000 操作，且都是操作的同一块内存。
2. 系统存储器启动：从系统存储器启动（$0x1FFFF000-0x1FFFF7FF$），这种模式启动的程序功能是由厂家设置的。一般来说，我们选用这种启动模式时，是为了从串口下载程序，因为在厂家提供的 ISP 程序中，提供了串口下载程序的固件，可以通过这个 ISP 程序将用户程序下载到系统的 Flash 中。以 0x1FFFFFF0 对应的内存为例，则该块内存既可以通过 0x00000000 操作也可以通过 0x1FFFFFF0 操作，且都是操作的同一块内存。
3. 片上 SRAM 启动：从内置 SRAM 启动（$0x20000000-0x3FFFFFFF$），既然是 SRAM，自然也就没有程序存储的能力了，这个模式一般用于程序调试。SRAM 只能通过 0x20000000 进行操作，与上述两者不同。从 SRAM 启动时，需要在应用程序初始化代码中重新设置向量表的位置。

我们可以选择设置 BOOT0 和 BOOT1 的引脚电平状态，来选择复位后的启动模式，如下表：

BOOT1	BOOT0	自举模式	自举空间
x	0	主 Flash	选择主 Flash 作为自举空间
0	1	系统存储器	选择系统存储器作为自举空间
1	1	嵌入式 SRAM	选择嵌入式 SRAM 作为自举空间

启动模式只决定程序烧录的位置，加载完程序之后会有一个重映射（映射到 0x00000000 地址位置）；真正产生复位信号的时候，CPU 还是从开始位置执行

值得注意的是 STM32 上电复位以后，代码区都是从 0x00000000 开始的，三种启动模式只是将各自存储空间的地址映射到 0x00000000 中。

三、STM32 启动文件分析

下面针对 startup_stm32f40_41xxx.s 文件进行简单的分析。

1、栈 Stack

Stack_Size      EQU     0x00000400

                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp

这段代码的含义如下：开辟栈的大小为 0X00000400（1KB），名字为 STACK， NOINIT 即不初始化，可读可写， ALIGN=3 表示 8（2^3）字节对齐。

栈的作用是用于局部变量，函数调用，函数形参等的开销，栈的大小不能超过内部 SRAM 的大小。如果编写的程序比较大，定义的局部变量很多，那么就需要修改栈的大小。

• EQU：宏定义的伪指令，相当于等于，类似于 C 中的 define。
• AREA：告诉汇编器汇编一个新的代码段或者数据段。STACK 表示段名，这个可以任意命名；NOINIT 表示不初始化；READWRITE 表示可读可写，ALIGN=3，表示按照 $2^3$ 对齐，即 8 字节对齐。
• SPACE：用于分配一定大小的内存空间，单位为字节。这里指定大小等于 Stack_Size。
• 标号 __initial_