ARM Cortex-M3 从 RAM 初始状态启动

Question

我有两个 ARM Cortex-M3 芯片：STMF103C8T6和STM32F103VET6。

当设置为从 RAM 启动时，STMF103C8T6 PC寄存器的初始状态为0x20000108；0x200001e0对于STM32F103VET6。

我无法在数据表中找到有关这些地址的信息。为什么它们以这种方式启动？我在哪里可以找到有关它的一些信息？

编辑：

澄清。当芯片设置为从闪存启动时，PC寄存器指向复位处理程序的位置。该地址在复位向量表的地址 0x0 处提供。但是当芯片设置为从 RAM 启动时，PC指向上面提到的恒定地址。

编辑2：

STMF103C8T6拆解：

20000000 <Vectors>:
20000000:       20005000        andcs   r5, r0, r0
20000004:       2000010f        andcs   r0, r0, pc, lsl #2
20000008:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
2000000c:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
20000010:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
20000014:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
20000018:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
    ...
20000108:       f000 b801       b.w     2000010e <Reset_Handler>

2000010c <HardFault_Handler>:
2000010c:       e7fe            b.n     2000010c <HardFault_Handler>

2000010e <Reset_Handler>:
    ...

STM32F103VET6拆解：

20000000 <Vectors>:
20000000:       20005000        andcs   r5, r0, r0
20000004:       200001e7        andcs   r0, r0, r7, ror #3
20000008:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
2000000c:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
20000010:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
20000014:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
20000018:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
    ...
200001e0:       f000 b801       b.w     200001e6 <Reset_Handler>

200001e4 <HardFault_Handler>:
200001e4:       e7fe            b.n     200001e4 <HardFault_Handler>

200001e6 <Reset_Handler>:
    ...

Answer 1

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我无法在数据表中找到有关这些地址的信息。为什么它们以这种方式启动？我在哪里可以找到有关它的一些信息？

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据我所知，ST 没有官方文档提到这种行为，更不用说详细解释了。STM32F1 系列参考手册在第 3.4 节（“启动配置”）中含糊地指出：

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由于其固定的内存映射，代码区域从地址 0x0000\xc2\xa00000 开始（通过 ICode/DCode 总线访问），而数据区域（SRAM）从地址 0x2000\xc2\xa00000 开始（通过系统总线访问）。Cortex\xc2\xae-M3 CPU 始终在 ICode 总线上获取复位向量，这意味着引导空间仅在代码区域（通常为闪存）可用。STM32F10xxx 微控制器实现了一种特殊的机制，不仅可以从主闪存和系统内存启动，还可以从 SRAM 启动。

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这些地址和值唯一被引用的地方是在它们的一些模板启动文件中——即使如此，也不是全部。为 ARM 和 IAR 工具链提供的 SPL 启动文件缺乏对 BootRAM 的支持；此功能仅包含在 GCC 和 TrueSTUDIO 工具链的启动文件中。

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无论如何。这是我对情况的最佳分析。

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当 STM32F1 部件复位时，从 0x00000000 开始的内存块将根据 BOOT 引脚的配置进行映射。当它设置为从闪存启动时，该块被别名为闪存；当它设置为从引导加载程序运行时，该块被别名为内部 ROM 块（大约或略低于 0x1FFFF000）。然而，当它设置为从 RAM 启动时，会发生一些非常奇怪的事情。

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正如您所期望的那样，该内存块不是别名为 SRAM，而是别名为微小（16 字节！）ROM。在 STM32F103C8（中等密度）部件上，该 ROM 包含以下内容：

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20005000 20000109 20000004 20000004\n

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该数据被解释为向量表：

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• 第一个字导致堆栈指针初始化为 0x20005000，位于 RAM 的顶部。

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• 第二个字是复位向量，设置为 0x20000108（低位设置为启用 Thumb 模式）。该地址也位于 RAM 中，位于向量表末尾之外的几个字处，您应该将“神奇”值 0xF108F85F 放在此处。这实际上是指令ldr.w pc, [pc, #-480]，它从 RAM 加载真正的复位向量并分支到它。

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• 第三个和第四个字是 NMI 和硬故障向量。它们没有设置低位，因此如果在 VTOR 仍为零时发生这些异常中的任何一个，处理器将出现双重故障。令人困惑的是，PC 将继续指向 RAM 中的向量表。

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该 ROM 的具体内容因部分而异。例如，F107（连接线）具有 ROM 内容：

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20005000 200001e1 20000004 20000004\n

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它具有相同的初始 SP，但具有不同的初始 PC。这是因为该部分具有较大的向量表，并且中等密度地址将位于其向量表内。

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使用的位置和值的完整列表是：

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• 低/中密度：0x0108（值：0xF108F85F）
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• 低/中密度值行：0x01CC（值：0xF1CCF85F）\n
  注意： ST\ 的示例文件给出与低/中密度部件相同的值。我很确定这是错误的，并已在此处更正它，但我没有此类类型的任何部分可供测试。我希望得到反馈来确认这是否有效。
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• 所有其他：0x01E0（值：0xF1E0F85F）
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值得庆幸的是，这种行为似乎在很大程度上是 F103/5/7 系列所独有的。较新的部件使用不同的方法来控制启动，这些方法更加一致。

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