本章教程主要跟大家讲STM32H7的启动过程，这里的启动过程是指从CPU上电复位执行第1条指令开始（汇编文件）到进入C程序main()函数入口之间的部分。

启动过程相对来说还是比较重要的，理解了这个过程，对于以后分析程序还是有些帮助的，要不每次看到这个启动过程都会跳过，直接去看主程序了。

还有就是以后打算学习RTOS的话，对于这个过程必须有个了解，因为移植的时候涉及到中断向量表。

对初学者来说，看这个可能有些吃力，不过不要紧，随着自己做过一些简单的应用之后再来看这章，应该会有很多的帮助，由于我们的V7板子是基于STM32H7XXX，所以我们这里主要针对H7系列的启动过程做一下分析，对于F1，F4系列也是大致相同的。

1 初学者重要提示

相比F1，F4的启动方式，H7的启动方式更灵活些，只需一个boot引脚即可。但是一个引脚只能区分出两个状态，为了解决这个问题，H7专门配套了两个option bytes选项字节来解决此问题。

2 各个版本的启动文件介绍

这里各个版本的意思是指不同的编译器、不同的H7系列对应的启动文件。

2.1 不同编译器对应的启动文件

打开我们为本教程提供的工程文件，路径如下：

LibrariesCMSISDeviceSTSTM32H7xxSourceTemplates 在这个文件里面有ST官方为各个编译器提供的启动文件。

看了上面的截图，大家会问怎么没有KEIL MDK呢？其实已经被放在了文件夹arm里面，KEIL公司已经在2005年被ARM公司收购了。开发板大部分例程都是配套了MDK和IAR两个版本，这里重点给大家分析一下MDK的启动文件分析，IAR和MDK的大同小异。

2.2 不同H7系列对应的启动文件

先来看一下ARM文件夹里面的文件（2018-07-03，当前只有如下两个系列，后期ST会增加新的型号，相应的启动文件也会添加进来）：

如果是H743系列，就使用startup_stm32h743xx.s文件，如果是H753系列，就使用startup_stm32h753xx文件。当前H743和753系列对应的型号如下：

我们再来打开IAR文件夹里面的文件：

多了一个linker文件夹，用于IAR配置的ICF文件：

而启动文件跟MDK里面的一样，一个是用H743系列，另一个是用于H753系列。

3 启动文件分析

鉴于V7开发板使用的是STM32H743XI，下面我们详细的分析一下启动文件startup_stm32h743xx.s。分析前，先掌握一个小技能，遇到不认识的指令或者关键词可以检索。

启动 MDK软件，在Help菜单点击 uVision Help

点击后弹出如下文件

在搜索栏输入你需要查询的单词进行查询，然后点击“列出主题”按钮，会将相关的知识点都罗列出来。此功能非常实用，建议熟练掌握。

下面先来看启动文件前面的介绍 （固件库版本：V1.2.0）

;******************** (C) COPYRIGHT 2017 STMicroelectronics ********************

;* File Name          : startup_stm32h743xx.s

;* @author  MCD Application Team

;* version            : V1.2.0

;* Date               : 29-December-2017

;* Description        : STM32H7xx devices vector table for MDK-ARM toolchain. 

;*                      This module performs:

;*                      - Set the initial SP

;*                      - Set the initial PC == Reset_Handler

;*                      - Set the vector table entries with the exceptions ISR address

;*                      - Branches to __main in the C library (which eventually

;*                        calls main()).

;*                      After Reset the Cortex-M processor is in Thread mode,

;*                      priority is Privileged, and the Stack is set to Main.

;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>   

;*******************************************************************************

; 

; Licensed under MCD-ST Liberty SW License Agreement V2, (the "License");

; You may not use this file except in compliance with the License.

; You may obtain a copy of the License at:

; 

;        http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2

; 

; Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 

; distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 

; WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.

; See the License for the specific language governing permissions and

; limitations under the License.

; 

;*******************************************************************************

启动文件是后缀为.s的汇编语言文本文件，每行前面的分号表示此行是注释行。

启动文件主要完成如下工作，即程序执行过程：

- 设置堆栈指针SP = __initial_sp。

- 设置PC指针 = Reset_Handler。

- 设置中断向量表。

- 配置系统时钟。

- 配置外部SRAM/SDRAM用于程序变量等数据存储（这是可选的）。

- 跳转到C库中的 __main ，最终会调用用户程序的main()函数。

Cortex-M内核处理器复位后，处于线程模式，指令权限是特权级别（最高级别），堆栈设置为使用主堆栈MSP。

3.1 复位序列

硬件复位之后，CPU 内的时序逻辑电路首先完成如下两个工作（程序代码下载到内部flash为例，flash首地址0x0800 0000）

将0x08000000位置存放的堆栈栈顶地址存放到SP中(MSP)。

将0x08000004 位置存放的向量地址装入 PC 程序计数器。

CPU 从 PC 寄存器指向的物理地址取出第 1 条指令开始执行程序，也就是开始执行复位中断服务程序 Reset_Handler。

复位中断服务程序会调用SystemInit()函数来配置系统时钟、配置FMC总线上的外部SRAM/SDRAM，然后跳转到C 库中__main 函数。由C库中的__main 函数完成用户程序的初始化工作（比如：变量赋初值等），最后由__main 函数调用用户写的 main()函数开始执行 C 程序。

13.3.2 代码分析

第1部分代码分析

下面的代码实现开辟栈(stack)空间，用于局部变量、函数调用、函数的参数等。

; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack

; Tailor this value to your application needs

;  Stack Configuration

;    Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

; 

  

Stack_Size      EQU     0x00000400

                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Stack_Mem       SPACE   Stack_Size

__initial_sp

第7行：EQU 是表示宏定义的伪指令，类似于 C 语言中的#define。伪指令的意思是指这个“指令”并不会生成二进制程序代码，也不会引起变量空间分配。

0x00000400 表示栈大小，注意这里是以字节为单位。

第9行：开辟一段数据空间可读可写，段名 STACK，按照 8 字节对齐。ARER 伪指令表示下面将开始定义一个代码段或者数据段。此处是定义数据段。ARER 后面的关键字表示这个段的属性。

STACK ：表示这个段的名字，可以任意命名。

NOINIT：表示此数据段不需要填入初始数据。

READWRITE：表示此段可读可写。

ALIGN=3 ：表示首地址按照 2 的 3 次方对齐，也就是按照 8 字节对齐(地址对8求余数等于0)。

第10行：SPACE 这行指令告诉汇编器给 STACK 段分配 0x00000400 字节的连续内存空间。

第11行： __initial_sp 紧接着 SPACE 语句放置，表示了栈顶地址。__initial_sp 只是一个标号，标号主要用于表示一片内存空间的某个位置，等价于 C 语言中的“地址”概念。地址仅仅表示存储空间的一个位置，从 C 语言的角度来看，变量的地址，数组的地址或是函数的入口地址在本质上并无区别。

第2部分代码分析

下面的代码实现开辟堆(heap)空间，主要用于动态内存分配，也就是说用 malloc，calloc, realloc等函数分配的变量空间是在堆上。

1.    ;  Heap Configuration

2.    ;     Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

3.    ; 

4.    

5.    Heap_Size       EQU     0x00000200

6.    

7.                    AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

8.    __heap_base

9.    Heap_Mem        SPACE   Heap_Size

10.    __heap_limit

这几行语句和上面第1部分代码类似。分配一片连续的内存空间给名字叫 HEAP 的段，也就是分配堆空间。堆的大小为 0x00000200。

__heap_base 表示堆的开始地址。

__heap_limit 表示堆的结束地址。

第3部分代码分析

1.                    PRESERVE8

2.                    THUMB

3.    

4.    

5.    ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset

6.                    AREA    RESET, DATA, READONLY

7.                    EXPORT  __Vectors

8.                    EXPORT  __Vectors_End

9.                    EXPORT  __Vectors_Size

第1行：PRESERVE8 指定当前文件保持堆栈八字节对齐。

第2行：THUMB表示后面的指令是THUMB指令集 ，CM7采用的是THUMB - 2指令集。

第6行：AREA定义一块代码段，只读，段名字是 RESET。READONLY 表示只读，缺省就表示代码段了。

第7-9行：3 行EXPORT语句将 3 个标号申明为可被外部引用， 主要提供给链接器用于连接库文件或其他文件。

第4部分代码分析

1.    __Vectors       DCD     __initial_sp                      ; Top of Stack

2.                    DCD     Reset_Handler                     ; Reset Handler

3.                    DCD     NMI_Handler                       ; NMI Handler

4.                    DCD     HardFault_Handler                 ; Hard Fault Handler

5.                    

6.                    中间部分省略未写

7.    

8.                    DCD     0                                 ; Reserved                                    

9.                    DCD     WAKEUP_PIN_IRQHandler             ; Interrupt for all 6 wake-up pins 

10.                    

11.    

12.    __Vectors_End

13.    

14.    __Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors

上面的这段代码是建立中断向量表，中断向量表定位在代码段的最前面。具体的物理地址由链接器的配置参数（IROM1 的地址）决定。如果程序在 Flash 运行，则中断向量表的起始地址是 0x08000000。

以MDK为例，就是如下配置选项：

DCD表示分配 1 个 4 字节的空间。每行 DCD 都会生成一个 4 字节的二进制代码。中断向量表存放的实际上是中断服务程序的入口地址。当异常（也即是中断事件）发生时，CPU 的中断系统会将相应的入口地址赋值给 PC 程序计数器，之后就开始执行中断服务程序。

第5部分代码分析

1.                    AREA    |.text|, CODE, READONLY

2.    

3.    ; Reset handler

4.    Reset_Handler    PROC

5.                     EXPORT  Reset_Handler                    [WEAK]

6.            IMPORT  SystemInit

7.            IMPORT  __main

8.    

9.                     LDR     R0, =SystemInit

10.                     BLX     R0

11.                     LDR     R0, =__main

12.                     BX      R0

13.                     ENDP

第1行：AREA 定义一块代码段，只读，段名字是 .text 。READONLY 表示只读。

第4行：利用 PROC、ENDP 这一对伪指令把程序段分为若干个过程，使程序的结构加清晰。

第5行：WEAK 声明其他的同名标号优先于该标号被引用,就是说如果外面声明了的话会调用外面的。 这个声明很重要，它让我们可以在C文件中任意地方放置中断服务程序，只要保证C函数的名字和向量表中的名字一致即可。

第6行：IMPORT：伪指令用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义。但要在当前源文件中引用，而且无论当前源文件是否引用该标号，该标号均会被加入到当前源文件的符号表中。