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Cortex M3核和STM32单片机启动顺序的关系是什么？

790 Cortex

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2021-11-30 08:02:52　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答 LY0206 该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答尼克wo 该类别下有 32 个回答。邀请回答河南顺之航该类别下有 32 个回答。邀请回答举报听我讲相关推荐 • 请问cortex-M7核单片机主要应用在哪些领域？ 188 • cortex M3的蓝牙驱动 9130 • STM32与51单片机的内核主要是指的什么？ 212 • am335x 包含Cortex-M3 MPU?? 3178 • cortex-M3单片机的systick定时器看完你就懂了 1029 • STm32CubeMX如何才能生成正确的MX_DMA_Init()顺序呢 246 • cortex M3/M4的cpu异常怎么处理？ 1493 • 关于cortex m3中断返回后的pc值和LR值 8172 • CORTEX M3 学了之后用途是什么？ 3570 • 谈谈51单片机与stm32单片机的区别 3375 1个回答

从*.s文件看程序启动过程

如果没记错的话，C语言中我们看代码一定都是从main()看起吧？因为“main()函数是程序的入口”，大家都这么说。但实际上如果我们从硬件上电复位看起，它并不是直接来到main()的——对于stm32单片机来说它至少还要把工程文件中对应的.s文件的汇编代码跑完才跳转到我们的用户程序。
参考资料

这几个链接的文章基本讲得差不多了。
*.s文件干了什么

以startup_stm32f10x_hd.s为例，可以看到单片机从复位（Reset引脚拉低、或重新上电）到进入用户main()函数之前执行了以下操作：

指定堆、栈的起始地址和大小（字节数），但未初始化它们（这是C标准库函数__main()做事情）；
建立中断向量（含栈顶指针）表：Flash中从0x08000000开始，DCD表示分配1个4字节空间；第1个4字节（0x08000000-0x08000003）放栈顶指针值，第2个4字节（0x08000004-0x08000007）放Reset_Handler()中断函数地址；
以上步骤是编译阶段完成的，然后生成.bin文件；
.bin文件里面第1个4字节（0x00000000-0x00000003）为栈顶指针值，第2个4字节（0x00000004-0x00000007）为Reset_Handler()中断函数地址；后面还依次存放了各个中断函数的地址；
烧到Flash（0x08000000），单片机复位后首先把0x08000000+0x00000000=0x08000000的栈顶指针值复制到SP寄存器，再把0x08000000+0x00000004=0x08000004的Reset_Handler()地址复制到CP寄存器。这两个地址是分别和.bin文件中的偏移位置对应的；
在Reset_Handler()中先调用SystemInit函数，配置单片机时钟分频倍频系数等，得到主频；然后返回到.s文件再调用__main()函数——这个是C标准库中的函数，包括初始化堆栈；然后再跳转到用户的main()，不再返回到.s文件。

就这样进入到用户程序了。
Cortex M3核和STM32单片机启动顺序的关系

Coter M3 CPU希望从0x00000000获取复位向量（Reset_Handler地址），但STM32使用一种特殊机制，使得CPU从0x00000000获取的是栈顶指针，然后从0x00000004获得真正的复位向量（Reset_Handler地址）。但是呢，这个0x00000000和0x00000004并不是真正的地址，它们真正指向的地址由BOOT0、BOOT1引脚配置来指定（给出地址和实际地址之间的转换称为“映射”、给出地址此时称为“别名”）（如下图，截自中文版F10x参考手册和参考博客）：

SRAM启动时，

[tr]Cortex M3看到的地址实际被STM32指向的地址里面的值（地址值）（个人猜测，待验证）[/tr]

0x00000000	0x20000000	0x200026B0
0x00000004	0x20000004	0x2000019D

Flash启动时，

[tr]Cortex M3看到的地址实际被STM32指向的地址里面的值（地址值）[/tr]

0x00000000	0x08000000	0x200026B0
0x00000004	0x08000004	0x8000019D

栈总是在SRAM中的，所以启动模式不会改变它在整个单片机存储器中的位置（不会从SRAM跑到Flash）。

看到这里可能有一个问题：
这个“别名”默认就是指向外面的其他地址吗？会不会一不小心真的把这个地址当做真实地址来用了？
比如：0x00000000会不会在某种情况下既不映射到0x20000000也不映射到0x08000000，而是真的就是0x00000000？
这个问题的答案可以在数据手册的《存储器映像》一章里找到：
从下图可以看到——整个存储器的0x00000000-（0x08000000-1）范围被划为Aliased to Flash or system memory depending on BOOT pins，说明这一块本来就一定会映射到外面其他区域，并不会被错误使用为实际地址。所以不用担心会有数据错误地存放到0x00000000这样的范围里面。