STM32F0芯片内不同程序区的跳转问题交流与介绍

‍‍对于STM32用户，经常会涉及到通过用户启动程序实现对用户应用程序的更新升级。一般来讲，用户启动程序主要用来跟外界通信，获取新的用户程序代码并实现对用户代码区的应用程序升级。用户应用程序是指实现各种用户功能的代码。在这个过程中，往往需要做从用户引导程序区到用户应用程序区的跳转，有时可能还需实现从用户应用程序区跳回到用户启动程序区，或者不同用户程序区的互相跳转等操作。在这些跳转过程中，往往有人在此遇到阻碍，破费周折，尤其是在使用基于cortex M0内核的STM32F0做IAP应用时，这个过程跟其它基于CORTEX M3/M4/M7内核的STM32系列相比，操作上不太一样，实现起来稍微复杂些。

这里就STM32F0芯片内不同程序区的跳转问题做些交流与介绍，限于篇幅，仅直接介绍具体操作和注意事项，不做过多拓展。相关知识点可阅读STM32芯片参考手册、STM32相关ARM内核编程手册。

‍下面介绍中提及的集成编译环境是指ARM MDK，硬件基于STM32F072RB Nucleo开发板。后面我将逐一介绍从BOOT区【用户启动程序区】跳转到APP区【用户应用程序区】，从APP区跳转到另外新APP区以及从APP区跳回BOOT区的基本流程及注意事项。

一般来讲，不同区段的执行代码我们通过建立不同的工程项目来实现，最终将不同区段执行代码写入芯片。这里假定用户BOOT区对应的内部FLASH地址段为0x8000000—0x8004000, 用户APP1区对应的内部FLASH地址段为0x8004000—0x8008000, APP2区对应的内部FLASH地址段为0x8008000—0x800C000.

一、从用户启动程序区【BOOT区】到用户应用程序区【APP区】的跳转

先说从BOOT区跳转到APP区。跳转代码比较简洁、简单，注意跳转前要关闭刚才程序区开启过的所有中断使能，保证所有中断请求位都被清除，不要只是简单的关闭总中断，否则往往隐患多多。BOOT区相关跳转代码如下：

这个从BOOT区到APP区的跳转最终能否成功，关键取决于APP区代码相关配置及准备工作。假设这里的APP区是上面提到的APP1区，内部FLASH地址段为0x8004000—0x8008000，那么在MDK的option项里的memory配置板块要做正确配置，即flash空间与ram空间的配置，如下图所示：

IROM1的配置就是APP1代码摆放的起始空间地址及长度。IRAM的配置要注意先保留48个字的空间用来存放中断矢量表的内容。因为stm32F0芯片的中断矢量表的大小就是48个字【即0xc0字节】。至于剩下的内部RAM空间大小由芯片本身的RAM容量决定。【这里是基于STM32F072RB芯片，其内部RAM总容量为0x4000】。

另外一件很重要的事情就是做中断矢量表的拷贝。在APP1区的main()程序开头部分，将放在flash程序空间起始部分的连续48个中断矢量地址表拷贝到内部RAM的起始地址段。即将矢量表从0x8004000地址开始拷到0x20000000开始的连续48个字空间。

基于MDK环境的相关参考代码如下：        

上面代码中绿色语句就是实现中断矢量表从内部flash到内部RAM的拷贝，而红色语句则是为了实现程序0地址执行域的重映射，即将程序运行的0地址从内部flash的0x8000000通过重映射机制切换到0x20000000，为的是在APP1区发生中断时CPU能从正确的地方准确获取相应中断矢量地址去执行中断服务程序。

到此，从BOOT区到APP1区的跳转就算完成了。

二、从一用户应用程序区【APP区】到另一用户应用程序区【APP区】的跳转

那么，如果想从APP1区跳转到另外APP2代码区呢？这个跟从BOOT区跳转到APP1区类似。在APP1区的跳转代码这里就不说了，地址给对、代码写对就好。APP2区的代码也同样必须做中断矢量表的拷贝和0地址域的重映射。这里因为在APP1代码里已经做过了0地址的重映射，所以就不必重复做重映射了，只需做拷贝操作，即将从0x8008000开始的48个字拷贝进0x20000000开始的RAM空间。

假定APP2代码区的内部flash空间安排在为0x8008000—0x800C000。MDK环境里memory布局配置如下：

三、从用户应用程序区【APP区】到用户启动程序区【BOOT区】的跳转

有时我们还希望或需要程序能从APP区跳回用户BOOT区，那如何操作呢？对于STM32F0芯片而言，程序执行区从APP区跳回BOOT区跟从BOOT区跳到APP区还不太一样，经常有人在这个跳转过程中卡壳。

假设从APP2区跳回BOOT区，在APP2区做跳转准备时除了给定正确的跳转地址外，另一个要做的就是再次通过重映射操作将0地址映射空间从内部SRAM切换回内部flash区。实际应用中，往往因为忽视了这点，跳回去后一碰到中断就问题来了。另外，从APP区跳回BOOT区无须矢量表的拷贝操作。所以在APP2区执行跳转前只需将0地址重映射回内部flash空间,通过运行如下库代码完成：__HAL_SYSCFG_REMAPMEMORY_FLASH();

小结：

1、从BOOT区跳转到APP区，在APP区要做中断矢量表的拷贝和将0地址映射空间从内部flash切换到内部SRAM起始地址。

2、从APP区跳转到其它新的APP区，需在新的APP区的代码里再做中断矢量表的拷贝，并保证相关存储配置的正确。

3、从APP区跳回BOOT区，该过程无矢量表的拷贝，只需将0地址映射空间重新映射回内部flash区。

4、不论从什么区跳往什么区，跳转前禁用当前用户打开过的所有中断使能、并确保无未处理的中断请求存在。

5、以上操作流程主要针对基于ARM Cortex M0内核的STM32F0系列芯片。