导言
这个章节的重点是"怎样让一个自己编写的函数比main()先运行,完成一些初始化操作。"
我暂时将bootloader程序分别五个模块,先从"启动入口与升级模式判断"模块开始吧。代码分别是boot_entry.c与boot_entry.h。项目刚开始,boot_entry.c与boot_entry.h会随着项目的推进会增加一些代码。
我的bootloader程序开发参考优秀的bootloader开源项目:mOTA ,强烈建议大家去学习一下这个优秀的开源项目。
项目地址:
github: https://github.com/q164129345/MCU_Develop/tree/main/bootloader03_stm32f103_boot_entry
gitee(国内): https://gitee.com/wallace89/MCU_Develop/tree/main/bootloader03_stm32f103_boot_entry
一、代码
1.1、boot_entry.c
c
#include "boot_entry.h"
#include "flash_map.h"
#include "app_jump.h"
/**
* @brief 上电,系统早期初始化回调(main()前自动调用)
* @note
* - 本函数通过 GCC/ARMCC 的 @c __attribute__((constructor)) 属性修饰,系统启动后、main()执行前自动运行。
* - 适用于进行早期日志重定向、环境检测、固件完整性校验、启动标志判断等全局初始化操作。
* - 随项目进展,可逐步完善本函数内容,建议仅放置不依赖外设初始化的关键代码。
*
* @attention
* - 使用 @c __attribute__((constructor)) 机制要求工程链接脚本/启动文件正确支持 .init_array 段。
* - 若编译器或启动脚本不支持该机制,请将该函数内容手动放入 main() 最前面调用。
*
* @see Retarget_RTT_Init(), log_printf()
*/
__attribute__((constructor))
static void _SystemStart(void)
{
Retarget_RTT_Init(); //! RTT重定向printf
log_printf("System Start!\n");
/*! 检查复位更新标志 */
/*! 后续添加升级模式判断 */
/*! 增加检测一个按键,强制进入Bootloader升级模式等等 */
/*!退出该函数之后,将会运行大家非常非常熟悉的main() */
}
1.2、boot_entry.h
c
#ifndef __BOOT_ENTRY_H
#define __BOOT_ENTRY_H
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include "main.h"
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* __BOOT_ENTRY_H */
1.3、代码编译、下载

错误0,警告0
1.4、运行代码

从RTT Viewer打印的log看来,boot_entry.c的函数_SystemStart()
居然比main.c的函数main()
更早运行。 怎样做到的?什么原理?
二、新知识点 - C/C++的构造函数(constructor)机制
2.1、STM32F103上电后的启动流程
标准的启动流程如下:
- 上电/复位
- 从0x08000000(Bootloader首地址)开始执行
- 启动文件(startup_stm32f103xx.s)
- 设置SP(堆栈指针)为Bootloader的起始堆栈
- 跳转到Reset_Handler
- Reset_Handler 里会调用 SystemInit,然后进入 main()
也就是说,按标准流程,应该是 main() 才是C代码入口点。
2.2、为什么_SystemStart()会先执行?
凡是被加了__attribute__((constructor))的函数,在main()之前被自动调用一次。
这里的__attribute__((constructor))是GCC/ARMCC/KEIL等编译器的一个特殊拓展属性。这是编译器层面的"静态初始化"机制,与C++里的全局对象构造类似。
这个不是STM32硬件的行为,而是编译器"加的钩子"。
STM32启动顺序没有变,主入口依然是main()。SystemStart()之所以main()之前执行,是编译器__attribute_((constructor))机制帮你做的。
2.3、为什么要让_SystemStart()比main()先执行?
为实现"无须deinit",才需要让_SystemStart()比main()先执行。
如上图摘自mOTA 项目,当我看到bootloader程序可以实现"无须deinit"时,我真的非常激动。要把复杂的bootloader程序要把环境清理干净,真的折腾、调试死你。而且,STM32只有HAL库才有官方编写deinit()函数,高效的、优雅的LL库居然没有。
2.4、如果编译器/链接器不支持,怎么办?
