【致敬未来的攻城狮计划】— 连续打卡第十三天：FSP固件库开发启动文件详解

 

系列文章目录

1.连续打卡第一天：提前对CPK_RA2E1是瑞萨RA系列开发板的初体验，了解一下

2.开发环境的选择和调试（从零开始，加油）

3.欲速则不达，今天是对RA2E1 基础知识的补充学习。

4.e2 studio 使用教程

5.Keil配置使用（使用 RASC 生成 Keil 工程）

6.Keil配置使用（使用 RASC 生成 Keil 工程）

7.（电脑重装系统）学习RA产品家族选型手册

8.问题解决、学习RA寄存器、用寄存器的方式点亮第一个LED灯。

9.继续学习RA寄存器

10.FSP固件库开发及FSP配置详解。

11.FSP固件库开发点亮第一个灯。

12.FSP固件库开发按键输入检测控制LED灯闪烁

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文章目录

系列文章目录

前言

一、启动文件是什么？

二、启动文件的详解

1.复位程序

2.栈区初始化

3.堆区初始化

4.中断向量表初始化

5. SystemInit()

6.使能FPU

总结

你能找到理由难过,也一定能找到理由快乐。

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前言

        今天学习理论知识，启动文件详解。本文参考野火官方文件。

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一、启动文件是什么？

        启动文件是系统上电复位后执行的第一个程序。

1. 初始化堆栈。

2. 使能FPU（float-point unit,即浮点单元）。

3. 定位中断向量表。

4. 配置系统时钟。

5. 启用CORTEX-M33栈监视器。

6. 初始化C语言运行环境。

7. 初始化变量SystemCoreClock，这个变量存放的是处理器时钟的频率。

8. 初始化用于触发NVIC中断的ELC（Event Link Controller）事件。

9. 初始化IO口

二、启动文件的详解

1.复位程序

如stm32的复位程序：

void Sys_Soft_Reset(void)// 软重启
{
SCB->AIRCR =0X05FA0000|(u32)0x04;
}void SoftReset(void)
{ __set_FAULTMASK(1); // 关闭所有中端
NVIC_SystemReset(); // 复位}

如RA2E1的复位程序：

void Reset_Handler (void)
{/* 使用BSP对系统进行初始化. */SystemInit();/* Call user application. */main();while (1){/* Infinite Loop. */}
}

        这是系统上电或复位后执行的第一个程序，使用BSP对系统进行初始化，随后通过main函数进入用户代码。 BSP负责使MCU从复位状态进入到用户的应用程序。在到达用户的应用程序之前，BSP设置栈、堆、时钟、中断、C语言运行环境和堆栈监视器。

2.栈区初始化

/* Main stack */
static uint8_t g_main_stack[BSP_CFG_STACK_MAIN_BYTES + BSP_TZ_STACK_SEAL_SIZE]
BSP_ALIGN_VARIABLE(BSP_STACK_ALIGNMENT)   //宏展开后为“__attribute__((aligned(8)))”
BSP_PLACE_IN_SECTION(BSP_SECTION_STACK);  //宏展开后为“__attribute__((section( ".stack"))) __attribute__((__used__))”

        栈是一种先进后出的内存结构，存放函数的参数值、返回值、局部变量等，在程序运行过程中实时加载和释放。 如果代码中使用的局部变量和函数嵌套较多，则需要增加栈区的大小，需要注意的是， 栈区分配大小不能超过RAM的大小。

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3.堆区初始化

/* Heap */
#if (BSP_CFG_HEAP_BYTES > 0)  //若分配堆区大小为0则不进行初始化BSP_DONT_REMOVE static uint8_t g_heap[BSP_CFG_HEAP_BYTES]
BSP_ALIGN_VARIABLE(BSP_STACK_ALIGNMENT)  //宏展开后为“__attribute__((aligned(8)))”
BSP_PLACE_IN_SECTION(BSP_SECTION_HEAP);  //宏展开后为“__attribute__((section(".heap"))) __attribute__((__used__))”
#endif

        堆没有栈那样先进后出的顺序，用于动态内存分配，一般由程序员使用malloc和free进行分配和释放。 BSP_CFG_HEAP_BYTES用于配置堆区大小，当这个宏定义为0，则不对堆区进行初始化。 由于MCU中可用的片上SRAM相对较少，且缺乏内存保护，这意味着必须非常小心地控制堆的使用，以避免内存泄漏、溢出和试图过度分配。 因此默认堆区大小被设置为0。如果用户需要（例如一些C标准库函数需要使用堆）， 可以在FSP Configuration中“BSP”属性栏的“RA Common”中通过修改“Heap size”来设置堆区大小。

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4.中断向量表初始化

/* Vector table. */
BSP_DONT_REMOVE const exc_ptr_t __Vectors[BSP_CORTEX_VECTOR_TABLE_ENTRIES]
BSP_PLACE_IN_SECTION(BSP_SECTION_FIXED_VECTORS) =
{(exc_ptr_t) (&g_main_stack[0] + BSP_CFG_STACK_MAIN_BYTES), /*      Initial Stack Pointer     */Reset_Handler,                                             /*      Reset Handler             */NMI_Handler,                                               /*      NMI Handler               */HardFault_Handler,                                         /*      Hard Fault Handler        */MemManage_Handler,                                         /*      MPU Fault Handler         */BusFault_Handler,                                          /*      Bus Fault Handler         */UsageFault_Handler,                                        /*      Usage Fault Handler       */SecureFault_Handler,                                       /*      Secure Fault Handler      */0,                                                         /*      Reserved                  */0,                                                         /*      Reserved                  */0,                                                         /*      Reserved                  */SVC_Handler,                                               /*      SVCall Handler            */DebugMon_Handler,                                          /*      Debug Monitor Handler     */0,                                                         /*      Reserved                  */PendSV_Handler,                                            /*      PendSV Handler            */SysTick_Handler,                                           /*      SysTick Handler           */
};

        宏“BSP_PLACE_IN_SECTION(BSP_SECTION_FIXED_VECTORS)”展开后为“__attribute__((section(“.fixed_vectors”))) __attribute__((__used__))”。 意为将表放到名为“.fixed_vectors”的输入段中，并且即使不被使用，编译器也不会警告。

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5. SystemInit()

void SystemInit (void)
{
#if __FPU_USED/* Enable the FPU only when it is used.* Code taken from Section 7.1, Cortex-M4 TRM (DDI0439C) *//* Set bits 20-23 (CP10 and CP11) to enable FPU. */SCB->CPACR = (uint32_t) CP_MASK;
#endif#if BSP_TZ_SECURE_BUILDuint32_t * p_main_stack_top = (uint32_t *) __Vectors[0];*p_main_stack_top = BSP_TZ_STACK_SEAL_VALUE;
#endif.............. //由于篇幅所限，省略中间代码/* Call Post C runtime initialization hook. */R_BSP_WarmStart(BSP_WARM_START_POST_C);/* Initialize ELC events that will be used to trigger NVIC interrupts. */bsp_irq_cfg();/* Call any BSP specific code. No arguments are needed so NULL is sent. */bsp_init(NULL);
}

        这是MCU进入Reset_Handler后执行的第一个函数，正如函数的字面意思，用于初始化MCU和运行环境， 运行完这段代码后将由main进入用户的hal_entry函数，由于代码较长，下面将分为几个部分对代码进行分析。

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6.使能FPU

#if __FPU_USED/* Enable the FPU only when it is used.* Code taken from Section 7.1, Cortex-M4 TRM (DDI0439C) *//* Set bits 20-23 (CP10 and CP11) to enable FPU. */SCB->CPACR = (uint32_t) CP_MASK;
#endif

        FPU（Float-Point Unit）支持单精度加、减、乘、除、乘、累加、平方根运算。它还提供了定点和浮点数据格式以及浮点常量之间的转换的命令。

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总结

    对启动文件进行了一个整体的了解，感谢野火官方珍贵的资料，持续学习和努力，坚持不懈。

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你能找到理由难过,也一定能找到理由快乐。