完整流程

  1. 上电或复位: 芯片通电或RESET引脚被拉低。

  2. 读取BOOT引脚: 硬件逻辑在复位信号的上升沿锁存 BOOT0 和 BOOT1 引脚的电平状态。

  3. 执行内存重映射（M3/M4才重映射，M7没有重映射）：

    • 如果 BOOT0=0，内部总线矩阵将主闪存（0x08000000）的地址重映射到 0x00000000。
    • 如果 BOOT0=1, BOOT1=0，将系统存储器（0x1FFFF000）重映射到 0x00000000。
    • 如果 BOOT0=1, BOOT1=1，将SRAM（0x20000000）重映射到 0x00000000。

  4. CPU开始执行：
    CPU的PC指针指向 0x00000000，开始它的生命周期。它首先从 0x00000000 读取栈顶指针（MSP）的初始值，并加载到SP寄存器。然后从 0x00000004 读取复位处理函数（Reset_Handler）的地址，并加载到PC寄存器。

    这段描述适用全部模式：Flash、System Memory、SRAM

  5. 运行软件程序：

    • 主闪存模式：CPU开始执行Reset_Handler，在回调函数中分别执行SystemInit和__main，最后执行main()函数。
    • 系统存储器模式：CPU开始执行ST官方的ISP Bootloader中的Reset Handler，在回调函数中做初始化处理后，官方的ISP程序运行，等待通过串口等接收新固件（执行bootloader）。
    • SRAM模式：CPU开始执行0x00000004指向的函数地址下的程序（若用户有将程序拷贝或者是通过写SRAM的方式编写程序，则可正常运行；若SRAM为空，则CPU会触发硬件错误（HardFault）。

流程解析

MCU触发了复位事件后，芯片内部的硬件逻辑会检测BOOT0和BOOT1引脚是高电平还是低电平，根据两个BOOT脚的高低电平组合，将不同的物理存储器的起始地址重映射到0x00000000这个地址上。

紧接着CPU会从0x00000000执行程序，CPU会先将PC指针指向0x00000000，将该地址存放的栈顶指针MSP的初始值取出并加载到CPU寄存器SP中，然后偏移4个字节，将0x00000004地址下存放的复位处理函数Reset_Handler地址取出并加载到CPU寄存器PC中。

然后CPU就开始执行Reset_Handler函数下的程序，在几种模式下，主要是主闪存模式（即BOOT0为0的模式），CPU开始执行程序Reset_Handler（虚函数），默认为执行system_stm32f10x.c文件下的SystemInit()函数，这个函数主要负责最基本的硬件初始化，如配置系统时钟。

紧接着执行C库入口函数__main，在该函数下会建立一个符合C语言标准的程序执行环境，包括：分散加载初始化、复制.data段、清零.bss段、C/C++库初始化、堆初始化、IO初始化、FPU初始化、调用C++静态构造函数。处理完这些就会调用用户编写的main()函数了。

__main()的具体工作

步骤 任务 目标 涉及内存区域
1 分散加载初始化 建立正确的内存数据映像 .data, .bss (SRAM)
1.1 复制.data段 将Flash中的初始值赋给SRAM中的全局/静态变量 .data
1.2 清零.bss段 确保未初始化的全局/静态变量为0 .bss
2 C/C++库初始化 使标准库函数可用 Heap, Stack (SRAM)
2.1 初始化堆 为malloc()等动态内存分配做准备 Heap
2.2 初始化I/O 为printf()等函数准备底层接口 -
2.3 初始化FPU 使能浮点运算单元(如果需要) -
2.4 调用C++静态构造函数 正确构造全局C++对象 -
3 调用main() 将控制权移交给用户代码 Stack
4 处理main()返回 提供一个确定的程序终止行为 -