2021年11月02日 | stm32专题三十八：在SRAM中调试代码

在 RAM 中调试代码的优点：

在 RAM 中调试代码的缺点：

stm32的启动方式：

（1）从地址 0x00000000 处取出栈指针 MSP 的初始值，该值就是栈顶的地址；

（2）从地址 0x00000004 处取出程序指针 PC 的初始值，该值指向复位后应执行的第一条指令；

上述过程由内核自动设置运行环境并执行主体程序，因此它被称为自举过程。

这个实际上和启动文件是相对应的：

实际应用中，我们会根据BOOT0和BOOT1两个引脚，把这两个地址映射到其他地址空间；

对于内部FLASH和内部SRAM已经很熟悉了，系统存储器是什么？

实际上，当我们按住复位然后松开时，内核就会从映射到的地址，取出SP指针和PC指针开始运行。

启动文件决定0地址和4地址的存储内容，sct 文件决定这些内容的绝对地址。

系统存储器启动方式（ISP）

当芯片上电后采样到 BOOT0 引脚为高电平， BOOT1 为低电平时，内核将从系统存储器的 0x1FFFF000 及 0x1FFFF004

获取 MSP 及 PC 值进行自举。系统存储器是一段特殊的空间，用户不能访问， ST 公司在芯片出厂前就在系统存储器中固化了

一段代码。因而使用系统存储器启动方式时，内核会执行该代码，该代码运行时，会为 ISP 提供支持(In System Program)，如检

测 USART1/2、 CAN2 及 USB 通讯接口传输过来的信息，并根据这些信息更新自己内部 FLASH 的内容，达到升级产品应用程

序的目的，因此这种启动方式也称为 ISP 启动方式。

内部Flash启动过程：

来分析一下启动文件：

然后根据 sct 文件：

*.o(RESET, +First)命令，用于把启动文件中定义的 RESET 节区放在当前执行域的开头，即地址为 0X0800 0000。这个设计非常的巧妙，这样的话，__initial_sp 和 Reset_Handler 就分别被存储到0X0800 0000 和 0X0800 0004。

那么加入我们把*.o(RESET, +First)语句放到RW_IRAM1中，__initial_sp 和 Reset_Handler就会被存储到0X2000 0000和

0X2000 0004，如下所示：

接下来，使用 fromelf 生成反汇编代码：

fromelf --text -c .流水灯.axf > test.txt

从反汇编代码可了解到，这个工程的 0x08000000 地址存储的值为 0x20000428，0x08000004 地址存储的值为

0x08000145，查看 map 文件，这两个值正好是栈顶地址__initial_sp 以及首条指令 Reset_Handler 的地址。下载器会根据 axf 文

件(bin、 hex 类似)存储相应的内容到内部 FLASH 中。

SRAM 中调试代码

首先是注意事项：

RAM 调试，由于原 FLASH 中可能有程序，因此在 BOOT0 和 BOOT1 没改变时，不能用硬件复位（硬件复位会跳转执行FLASH中的代码），只能用调试按钮，然后点击全速运行。硬件开发板上的复位和调试界面的复位均不能使用，不然就会跳转去执行FLASH程序，导致代码出错。要想复位程序，必须先退出调试，再重新进入调试。

（1）创建 RAM 调试版本

（2）配置 sct 分散加载文件：

接下来，我们使用 fromelf 工具分别生成了普通版本和RAM调试版本的工程，对比如下：

可以看到，RAM版本中的程序，完全是保存在内部SRAM的，而且和FLASH版本完全对应。

（3）设置中断向量表偏移：

由于 startup_stm32f10x.s 文件中的启动代码不是指定到绝对地址的，经过它由链接器决定应存储到内部 FLASH 还是 SRAM，所以 SRAM 版本工程中的启动文件不需要作任何修改。

重点在于启动文件定义的中断向量表被存储到内部 FLASH 和内部 SRAM 时，这两种情况对内核的影响是不同的，内核会根据它的“向量表偏移寄存器 VTOR”配置来获取向量表，即中断服务函数的入口。我们来看一下关于VTOR寄存器的描述：

VTOR 寄存器是由启动文件中 Reset_Handle 中调用的库函数 SystemInit 配置的，标准库函数如下：

void SystemInit (void)

{

  /* Reset the RCC clock configuration to the default reset state(for debug purpose) */

  /* Set HSION bit */

  RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;

  /* Reset SW, HPRE, PPRE1, PPRE2, ADCPRE and MCO bits */

#ifndef STM32F10X_CL

  RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF8FF0000;

#else

  RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF0FF0000;

#endif /* STM32F10X_CL */   

  /* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */

  RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;

  /* Reset HSEBYP bit */

  RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;

  /* Reset PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL and USBPRE/OTGFSPRE bits */

  RCC->CFGR &= (uint32_t)0xFF80FFFF;

#ifdef STM32F10X_CL

  /* Reset PLL2ON and PLL3ON bits */

  RCC->CR &= (uint32_t)0xEBFFFFFF;

  /* Disable all interrupts and clear pending bits  */

  RCC->CIR = 0x00FF0000;

  /* Reset CFGR2 register */

  RCC->CFGR2 = 0x00000000;

#elif defined (STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)

  /* Disable all interrupts and clear pending bits  */

  RCC->CIR = 0x009F0000;

  /* Reset CFGR2 register */

  RCC->CFGR2 = 0x00000000;      

#else

  /* Disable all interrupts and clear pending bits  */

  RCC->CIR = 0x009F0000;

#endif /* STM32F10X_CL */

#if defined (STM32F10X_HD) || (defined STM32F10X_XL) || (defined STM32F10X_HD_VL)

  #ifdef DATA_IN_ExtSRAM

    SystemInit_ExtMemCtl(); 

  #endif /* DATA_IN_ExtSRAM */

#endif 

  /* Configure the System clock frequency, HCLK, PCLK2 and PCLK1 prescalers */

  /* Configure the Flash Latency cycles and enable prefetch buffer */

  SetSysClock();

#ifdef VECT_TAB_SRAM

  SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM. */

#else

  SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH. */

#endif 

}

其中，值得注意的是这一块，根据是否定义宏VECT_TAB_SRAM，来设置VTOR的偏移地址是基于SRAM还是FLASH。

两个基地址定义如下，其实也就是SRAM和FLASH的起始地址：

那么，我们可以在SRAM调试的工程配置中加入VECT_TAB_SRAM宏（正常版本中没有），来进行向量表偏移：

（4）修改 FLASH 下载配置：

得到 SRAM 版本的代码指令后，为了把它下载到芯片的 SRAM 中，还需要修改下载器的配置，如图所示：

但是，以上配置都完成后，并不能下载使用！！！

一个解决方案是，利用调试按钮运行程序。后面还有一堆脚本配置，参考零死角玩转STM32。