stm32程序跳转实验

近期想研究下stm32基于BootLoader的IAP功能，要想实现这个，必须先搞明白程序跳转，在真正开搞前折腾了一下午，完成了程序跳转的简单测试。共用了两个程序，一个放在0x8000000开始的位置，暂称为Load程序；另一个放在0x8004000的位置，暂称为APP程序。两个程序分别包含以下功能：
1.Load程序：进入程序后首先向串口打印一句"This means START!”，然后在while(1)里循环打印“In While”，间隔为1秒；设立一个按键外部中断，中断发生后跳转到0x8004000的位置以运行APP程序。
2.APP程序：跳转过来后直接进到while(1)里循环打印“This is APP”,间隔为1秒，5秒后跳回Load程序。
下面先以最终的成功案例来介绍Load和APP程序。当然出于实验，也可以用在Load、APP程序中分别以不同形式操作led的方法，来检测Load和APP之间的跳转。

一、成功实验过程

1.Load程序

stm32代码下载到0x8000000开始的地址，程序跳转的意思也就是在程序运行时，通过一个跳转函数使得PC指针指到制定位置继续运行。看上去很简单但是重点需要注意跳转前后的中断的处理。
while(1)附近的程序如下

printf("This means START!\n");
  /* USER CODE END 2 */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		HAL_Delay(1000);
		printf("In While\n");

重点在于按键中断中的跳转函数Jump_test,程序如下

void Reset_test(void)
{
	typedef  void (*iapfun)(void);
	uint32_t JUMP_ADDR = 0x08004000;
	uint32_t STACK_ADDR = 0x20000000;
	uint32_t RESET_IRQ_ADDR = JUMP_ADDR + 4;
	iapfun jump2app;
	jump2app = (iapfun)*(volatile uint32_t *)RESET_IRQ_ADDR;
	__set_MSP(STACK_ADDR);
	__disable_irq();
	jump2app();
}

RESET_IRQ_ADDR 设置为JUMP_ADDR +4是因为stm32中断向量中，复位中断的相对地址为起始地址+4，如图所示；__set_MSP(STACK_ADDR)的作用为重新初始化堆栈；同时，在跳转前__disable_irq()是为了关闭所有中断，这似的在跳转过程中不会进入“很有缘分”的中断……
在这里插入图片描述

2.App程序

App程序在这里就更简单了，直接上代码

 int main(void)
{
  __enable_irq();
  SCB->VTOR = 0x8004000;
  
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  
  int count = 0;
  while (1)
  {
	HAL_Delay(1000);
	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_7);
	printf("This is APP\n");
	if(count >= 5)
		HAL_NVIC_SystemReset();
	count++;
 }

其中头两行的__enable_irq()和SCB->VTOR = 0x8004000要在进入main函数一开始就执行，这是为了打开跳转前关闭的中断，并且重定位向量表，否则APP程序里的与中断相关的程序会炸。重定位中断向量时，往VTOR寄存器中写入的值即为APP程序的起始地址，具体为什么要这样，请参考《ARM Cortex-M3与M4权威指南》。经过用stm32Cube自动生成的一些列初始化后，就到了APP程序的主体。可以看到当定义的count变量大于5时，直接运行HAL_NVIC_SystemReset()使系统软重启，程序又从0x8000000的位置开始执行，即为跳回了Load程序。
这里需要注意的是在APP跳回Load程序时，本以为可以类比于Load跳到APP，即用Jump_test函数，跳到0x8000000的位置，结果发现这样操作时，虽然能跳回去，但Load程序中跟中断相关的代码会出现异常。如定时器中断一直处于活跃状态，无论怎么清标志位都出不来；同时，外部按键中断也因为中断优先级的问题偶尔挂起，无论怎么清除中断挂起状态都不行。DeBug了半天，看寄存器值看的都眼花了，还是无果。干脆直接重启系统，反正重启系统也是从0x8000000开始运行……

3.程序下载

3.1.Load程序下载

Load程序就是下载在0x8000000开始的位置，这个和普通下载程序一样，直接用默认值下载就好了，打开keil的Options for Target，选择Target选型卡，可以看到下图，红框里就是默认位置，只不过我将Size设置成了0x4000，也就是16k，因为Load程序很小，16k足够了，同时APP下在0x8004000的位置，正好紧邻着Load程序。

在这里插入图片描述
在选择Utilities选项卡，点击Settings，在点击Flash Download选项卡，如下图所示，Start和Size同上，这样一来。设置好后就可以先下载Load程序到单片机了。