STM32在bootloader跳转到application时设置MSP

1. 简介

在做bootloader 跳转到application时，常常会看到设置MSP的利用__set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ENTRY);
。
1.1 MSP的作用

在STM32微控制器中，MSP（Main Stack Pointer，主堆栈指针）是一个非常紧张的寄存器，它用于管理堆栈。堆栈是用于临时存储数据和保持子步调返回地点的地域。MSP在以下几种环境下发挥关键作用：

• 启动时初始化：在体系启动时，MSP会被初始化为向量表中的初始值。这个初始值通常在启动文件（如startup_stm32fxx.s）中界说。
  
• 非常和克制处理惩罚：当发生非常或克制时，MSP用于生存当前的步调状态，包罗寄存器内容。如许，当非常或克制处理惩罚完成后，可以规复原来的步调状态并继续实行。
  
• 利用体系利用：在利用实时利用体系（RTOS）时，MSP通常用于处理惩罚体系级的克制和非常，而每个任务大概有本身的堆栈指针（PSP，Process Stack Pointer）。MSP和PSP的切换由利用体系来管理，以实现任务之间的切换。
  
• 函数调用：在函数调用过程中，MSP用于生存局部变量、函数参数和返回地点。当函数调用竣事时，MSP会规复到调用前的状态。
  

MSP的值可以通过特定的汇编指令（如MRS和MSR）来读取和修改。在C语言编程中，通常不必要直接利用MSP，但在底层驱动开辟或调试时，相识MSP的作用和怎样利用它是很有资助的。
下面是一个简单的汇编代码示例，展示怎样读取和写入MSP：

1. MRS R0, MSP  ; 读取MSP的值到R0寄存器
2. MSR MSP, R0  ; 将R0寄存器的值写入MSP

复制代码

通过这些利用，可以查察和修改MSP的值，以便举行调试或特定的体系级利用。
1.2 MSP的设置

MSP 通常在特权模式下利用， 由硬件自动管理和切换， 在体系启动时初始化。

• 体系初始化时，会实行Reset_Handler， 先看下这个函数
  

1. Reset_Handler:
2.   ldr   r0, =_estack
3.   mov   sp, r0          /* set stack pointer */
5. /* Call the clock system initialization function.*/
6.   bl  SystemInit
8. /* Copy the data segment initializers from flash to SRAM */
9.   ldr r0, =_sdata
10.   ldr r1, =_edata
11.   ldr r2, =_sidata
12.   movs r3, #0
13.   b LoopCopyDataInit
14.   ...
15.   ...

复制代码

从上述代码的可以看出， Reset_Handler把_estack加载到SP（堆栈指针）， 而_estack在链接文件中界说
/* Highest address of the user mode stack */ _estack = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM); /* end of "RAM" Ram type memory */
以STM32G070为例， 在.map文件中可以看到_estack的值

1. 0x20009000                        _estack = (ORIGIN (RAM) + LENGTH (RAM))
2. 0x00000200                        _Min_Heap_Size = 0x200
3. 0x00000400                        _Min_Stack_Size = 0x400

复制代码

以是上电初始化时， MSP的值应该是 0x20009000.
2. 跳转时是否必须体现的设置MSP的值

2.1 _estack的值存储在那里

上述1.2节，先容了_estack的初始化值为0x20009000，但这个值存储在哪个地点？答案是在克制向量表中：

1. .section .isr_vector,"a",%progbits
2.   .type g_pfnVectors, %object
4. g_pfnVectors:
5.   .word _estack
6.   .word Reset_Handler
7.   .word NMI_Handler
8.   .word HardFault_Handler
9.   .word 0
10.   .word 0
11.   .word 0
12.   .word 0
13.   .word 0
14.   .word 0
15.   .word 0
16.   .word SVC_Handler
17.   .word 0
18.   .word 0
19.   .word PendSV_Handler
20.   .word SysTick_Handler
21.   .word WWDG_IRQHandler                   /* Window WatchDog              */
22.   .word 0                                /* reserved                     */
23.   ...
24.   ...

复制代码

由克制向量表代码段可看出， _estack在向量表的首地点； 查察.map文件：

1. .isr_vector     0x08000000       0xb8
2.                 0x08000000                        . = ALIGN (0x4)
3. *(.isr_vector)
4. .isr_vector    0x08000000       0xb8 ./Core/Startup/startup_stm32g070cbtx.o
5.                 0x08000000                g_pfnVectors
6.                 0x080000b8                        . = ALIGN (0x4)

复制代码

向量表的首地点为isr_vector 0x08000000；以是_estack的值存储在 0x08000000， 值为 0x20009000.
通过JLINK可以读出FLASH里的值

大概查察hex文件，同样可以找到

2.2 跳转时设置 MSP

跳转时设置MSP的值：

1. __set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ENTRY);

复制代码

此中APPLICATION_ENTRY就是application的起始地点， 这里假设APPLICATION_ENTRY = 0x0800a200， 那这个地点理论上存放的也是application的 _estack， 通过JLINK读取这个地点的值验证：

以是，__set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ENTRY);
这句话的意思也就是把application的_estack赋值给MSP。
2.3 跳转时不显式的设置MSP

如果跳转时不加__set_MSP(*(__IO uint32_t*) APPLICATION_ENTRY);
， 会不会有标题？
先看跳转的代码：

1. // Start application
2.     dw_reset = *(uint32_t *)(APPLICATION_START);
3.     pf_reset = (t_VOID_FUNC)( dw_reset );
4.     pf_reset();

复制代码

这里APPLICATION_START = 0x0800A204，也就是bootloader 直接跳转到application的 Reset_Handler。至此，又回到了1.2节， 在Reset_Handler里会自动将 _estack的值赋给SP。
以是，如果Reset_Handler里设置了SP的值，则跳转时，不是必须要显式的设置MSP的值。

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