STM32F0芯片IAP实现之中断向量表重映射（没有中断向量表偏移寄存器SCB-＞VTOR的应对方法）

r囧r小猫 2022-11-05 08:35 1阅读 0赞

## 问题背景 ##

项目使用STM32F030，需要通过IAP进行固件升级，在FLASH里面要烧录两份代码：一个Boot loader，一个用户应用程序APP。在开发应用程序APP时，外设中断不能正确响应进到对应的中断函数。

## 解决方案 ##

此原因是在Cortex-M3内核的MCU上可以通过设置SCB->VTOR = FLASH\_BASE | VECT\_TAB\_OFFSET；该寄存器的值来实现中断向量表的重定义。但在STM32F0xx系列以Cortex-M0为内核的单片机中却怎么也找不到这个设置中断向量表的寄存器，用户可以通过以下方法来实现中断向量表重定义。（注意这种情况不止在STM32F0xx系列芯片上存在，在其他一些国产32位Cortex-M0内核也有此问题，比如MM32L073，在SMT32新的Cortex-M0+内核的芯片已经提供了SCB->VTOR这个寄存器）

在STM32F030CC的Reference manual中找到以下说明：

> Physical remap
> 
> Once the boot mode is selected, the application software can modify the memory accessible in the code area.This modification is performed by programming the MEM\_MODE bits in the SYSCFG configuration register 1 (SYSCFG\_CFGR1). Unlike Cortex® M3 and M4, the M0 CPU does not support the vector table relocation. For application code which is located in a different address than 0x0800 0000, some additional code must be added in order to be able to serve the application interrupts. A solution will be to relocate by software the vector table to the internal SRAM:
> 
> • Copy the vector table from the Flash (mapped at the base of the application load address) to the base address of the SRAM at 0x2000 0000.
> 
> • Remap SRAM at address 0x0000 0000, using SYSCFG configuration register 1.
> 
> • Then once an interrupt occurs, the Cortex®-M0 processor will fetch the interrupt handler start address from the relocated vector table in SRAM, then it will jump to execute the interrupt handler located in the Flash.
> 
> This operation should be done at the initialization phase of the application. Please refer to AN4065 and attached IAP code from www.st.com for more details.

翻译如下：

> 物理重映射
> 
> 一旦选择了引导模式，应用软件就可以修改代码中可访问的内存区域。这个通过对SYSCFG配置寄存器1（SYSCFG\_CFGR1）中的MEM\_MODE模式位进行编程来执行修改。与Cortex®M3和M4不同，M0  
> CPU不支持向量表重定位。对于位于不同于0x0800  
> 0000的地址的应用程序代码，必须添加一些附加代码，以便能够为该应用程序中断提供服务。解决方案是通过软件将矢量表重新定位到内部SRAM：
> 
> • 将矢量表从闪存（映射到应用程序加载地址的基地址）复制到SRAM的基地址0x2000 0000。
> 
> • 使用SYSCFG配置寄存器1在地址0x0000 0000处重新映射SRAM。
> 
> • 一旦发生中断，Cortex®-M0处理器将从SRAM中重新定位的向量表中获取中断处理程序的起始地址，然后跳转执行闪存中的中断处理程序。
> 
> 此操作应在应用程序的初始化阶段完成。请参考AN4065和随附的IAP代码www.st.com更多细节。

基本思想：  
1、将中断向量表放入到RAM的起始地址（只需要在应用程序中保留RAM起始地址开始的0x100大小的内存区不使用即可），可根据实际中断向量表的大小作调整，多了没事，少了不行。  
2、在bootload中将应用程序的中断向量表从Flash中拷贝到RAM中。**（在app程序中去拷贝应该也是可以的？）**  
3、设置STM32F0xx中断向量表位于RAM中。

在用户应用程序中，按照以上方法，添加以下两行代码（在跳转APP之前执行）：

memcpy((void*)0x20000000, (void*)0x08004000, VECTOR_SIZE);
        SYSCFG_MemoryRemapConfig(SYSCFG_MemoryRemap_SRAM);//SYSCFG->CFGR1 |= 0x03;

其中，0x2000 0000是SRAM的起始地址，这个不需要改动。

而之后的两个参数需要根据实际情况作出修改。0x0800 4000是应用程序的起址地址，从这里开始的VECTOR\_SIZE字节，存放是的应用程序的中断向量表。VECTOR\_SIZE是指中断向量表的大小，具体多大可以在startup.s文件里计算得到。以下以startup\_stm32f030.s为例作说明：

Stack_Size      EQU     0x00000400
    
                    AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
    Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
    __initial_sp
    
    
    ; <h> Heap Configuration
    ;   <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
    ; </h>
    
    Heap_Size       EQU     0x00000200
    
                    AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
    __heap_base
    Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
    __heap_limit
    
                    PRESERVE8
                    THUMB
    
    
    ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
                    AREA    RESET, DATA, READONLY
                    EXPORT  __Vectors
                    EXPORT  __Vectors_End
                    EXPORT  __Vectors_Size
    
    __Vectors       DCD     __initial_sp                   ; Top of Stack
                    DCD     Reset_Handler                  ; Reset Handler
                    DCD     NMI_Handler                    ; NMI Handler
                    DCD     HardFault_Handler              ; Hard Fault Handler
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     SVC_Handler                    ; SVCall Handler
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     PendSV_Handler                 ; PendSV Handler
                    DCD     SysTick_Handler                ; SysTick Handler
    
                    ; External Interrupts
                    DCD     WWDG_IRQHandler                ; Window Watchdog
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     RTC_IRQHandler                 ; RTC through EXTI Line
                    DCD     FLASH_IRQHandler               ; FLASH
                    DCD     RCC_IRQHandler                 ; RCC
                    DCD     EXTI0_1_IRQHandler             ; EXTI Line 0 and 1
                    DCD     EXTI2_3_IRQHandler             ; EXTI Line 2 and 3
                    DCD     EXTI4_15_IRQHandler            ; EXTI Line 4 to 15
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     DMA1_Channel1_IRQHandler       ; DMA1 Channel 1
                    DCD     DMA1_Channel2_3_IRQHandler     ; DMA1 Channel 2 and Channel 3
                    DCD     DMA1_Channel4_5_IRQHandler     ; DMA1 Channel 4 and Channel 5
                    DCD     ADC1_IRQHandler                ; ADC1
                    DCD     TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQHandler ; TIM1 Break, Update, Trigger and Commutation
                    DCD     TIM1_CC_IRQHandler             ; TIM1 Capture Compare
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     TIM3_IRQHandler                ; TIM3
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     0                              ; Reserved
                    DCD     TIM14_IRQHandler               ; TIM14
                    DCD     TIM15_IRQHandler               ; TIM15
                    DCD     TIM16_IRQHandler               ; TIM16
                    DCD     TIM17_IRQHandler               ; TIM17
                    DCD     I2C1_IRQHandler                ; I2C1
                    DCD     I2C2_IRQHandler                ; I2C2
                    DCD     SPI1_IRQHandler                ; SPI1
                    DCD     SPI2_IRQHandler                ; SPI2
                    DCD     USART1_IRQHandler              ; USART1
                    DCD     USART2_IRQHandler              ; USART2
    
    __Vectors_End
    
    __Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors
    
                    AREA    |.text|, CODE, READONLY
    
    ; Reset handler routine
    Reset_Handler    PROC
                     EXPORT  Reset_Handler                 [WEAK]
            IMPORT  __main
            IMPORT  SystemInit
    
    
    
            LDR     R0, =__initial_sp          ; set stack pointer
            MSR     MSP, R0

我们只需关注其中的一小部分。从29行开始，直到75行，每一个DCD都代表一个中断向量（所谓中断向量，说得明白点，其实就是某个中断服务程序的入口地址）。例如第74行的：

DCD USART1\_IRQHandler ; USART1  
　　这里的“USART1\_IRQHandler"其实就是UART1中断服务程序USART1\_IRQHandler这个函数，同时，它也代表这个函数的入口地址。

以上代码即定义了这样一张表，这张表包括45个元素，每个元素是一个长度为4字节的地址。除了第一个地址是SP（堆栈指针）外，其它的地址都是某个中断服务程序的入口地址。

那么，回到我们要解决的问题上来，之前memcpy函数中的第三个参数VECTOR\_SIZE，针对本例，就应该是45\*4=180（0xB4）个字节。

在执行完以上两行代码后，若发生中断，CPU就会去SRAM（即0x2000 0000处）取中断向量了，所以，以0x2000 0000作为起始地址之后的VECTOR\_SIZE个字节就不能被改动了。**为了达到这VECTOR\_SIZE个字节不被修改的目的**，如下两种方法可以实现。

• 在工程文件内修改SRAM的起始地址以及长度，预留出空间存储中断向量表，如下图  
![在这里插入图片描述][20210305095628316.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
• 如果使用了分散加载文件，则在分散加载文件中修改SRAM的起始地址及长度也能达到目的。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

至此，STM32F0系列Cortex-M0内核芯片中断向量表重映射的问题已解决。

注意：关于STM32F0的IAP，ST官方有套参考代码，即STM32F0xx\_AN4065\_FW\_V1.0.0例程。

参考：  
[https://www.cnblogs.com/outs/p/4948134.html][https_www.cnblogs.com_outs_p_4948134.html]  
[https://blog.csdn.net/findaway123/article/details/41602931][https_blog.csdn.net_findaway123_article_details_41602931]  
[http://mcu.eetrend.com/content/2018/100010135.html][http_mcu.eetrend.com_content_2018_100010135.html]

[20210305095628316.png_x-oss-process_image_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221023/56a532b19f6a4546abdadb4dfaf1b24c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4ODU0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221023/c644da99cd8d40d5930e55dd35ad972a.png
[https_www.cnblogs.com_outs_p_4948134.html]: https://www.cnblogs.com/outs/p/4948134.html
[https_blog.csdn.net_findaway123_article_details_41602931]: https://blog.csdn.net/findaway123/article/details/41602931
[http_mcu.eetrend.com_content_2018_100010135.html]: http://mcu.eetrend.com/content/2018/100010135.html