【嵌入式学习笔记】嵌入式基础9——STM32启动过程

1.MAP文件浅析

1.1.MDK编译后生成的中间过程文件

1.2.Map文件构成：

1. 程序段交叉引用关系（Section Cross References）：描述各文件之间函数调用关系
2. 删除映像未使用的程序段（Removing Unused input sections from the image）：描述工程中未用到被删除的冗余程序段(函数/数据)
3. 映像符号表（Image Symbol Table）：描述各符号（程序段/数据）在存储器中的地址、类型、大小等
4. 映像内存分布图（Memory Map of the image）：描述各个程序段(函数)在存储器中的地址及占用大小
5. 映像组件大小（Image component sizes）：给出整个映像代码(.o)占用空间汇总信息

1.3.与MAP相关的概念

名词	别称	解释	内存
Section	/	程序段	/
RO(Read Only) data	.constdata	只读数据	Flash(ROM)
RO(Read Only) code	.text	只读代码	Flash(ROM)
RW(Read Write)	.data	可写数据（定义了且初始化不为0）	Flash(ROM)/SRAM
ZI(Zero initialized)	.bss	定义了但没初始化（初始化为0）	SRAM

总结：MAP文件是MDK编译代码后，产生的集程序、数据及IO空间的一种映射列表文件，简单说就是包括了：各种.c文件、函数、符号等的地址、大小、引用关系等信息。MAP的主要作用是分析各.c文件占用FLASH 和 RAM的大小，方便优化代码

2.STM32启动过程

2.1.STM32STM32启动模式（自举模式）

M3/M4/M7等内核复位后，做的第一件事：

1. 从地址 0x0000 0000 处取出堆栈指针 MSP 的初始值，该值就是栈顶地址
2. 从地址 0x0000 0004 处取出程序计数器指针 PC 的初始值，该值是复位向量
3. 芯片厂商可以会把0x0000 0000和0x0000 0004地址映射到其它的地址（如0x0800 0000和0x0800 0004）
   
   启动模式选择表（STM32F1）
   （F4与其类似，FSMC可重映射到外部SRAM，F7/H7只有一个BOOT）
   

2.2.STM32启动过程（以Flash为例）

• 初始化MSP，从0x0800 0000获取堆栈指针 MSP，此时会设置堆(Heap_Size)和栈(Stack_Size)的大小
• 初始化PC，从0x0800 0004获取程序计数器指针PC，此时PC指向中断向量表(Reset Vector，既__Vector)，在中断向量表中，第一条指令即是Reset_Handler
• 在Reset_Handler函数中，会调用SystemInit函数（可选），并调用标准C库函数__mian()执行一系列设置，调用main函数
• __main()函数的细节
  __scatterload()：把RW/RO输出段从装载域地址复制到运行域地址，并完成了ZI运行域的初始化工作
  __rt_entry()：完成库函数的初始化
  __user_setup_stackheap()：初始化堆栈

栈(Stack)：编译器自动分配和释放，存放函数参数、函数调用、局部变量等
堆(Heap)：程序分配和释放，如malloc、calloc、realloc等
函数局部变量较多，嵌套关系复杂时，需加大栈大小（Stack_Size）

Reset_Handler函数如下：

Reset_Handler   PROC								//PROC：定义子程序
													//WEAK：弱定义
                EXPORT  Reset_Handler   [WEAK]		//EXPORT：标明全局属性，可被外部调用
                IMPORT  __main						//IMPORT：申明来自外部文件，类extern
                IMPORT  SystemInit
                LDR   R0, =SystemInit
                BLX   R0               
                LDR   R0, =__main
                BX      R0
                ENDP								//ENDP：表示子程序结束

【注】Reset_Handler的作用：外部存储器配置；中断向量表地址配置。

__main()参考链接：
【1】STM32 启动解析__main main
【2】MDK __main()代码执行过程分析
【3】【stm32】stm32深入思考(1) 之 系统启动流程 main之前的过程，__main作用，start.s作用