2. STM32启动流程与Flash分区

STM32上电或复位后，CPU并不会直接执行用户写在 main() 里的代码，而是先经过一段由芯片硬件和启动文件共同约定的固定路径。理解这条路径，是设计Bootloader与App分区的前提。因为OTA升级的本质，就是让芯片在“先运行谁、再跳到哪里”这件事上拥有可控的选择权。

复位后的第一段路：从向量表到Reset_Handler

以Cortex-M内核为例，复位时CPU从地址 0x0000_0000 处取出两个字：第一个字是初始主栈指针MSP的值，第二个字是复位向量，也就是 Reset_Handler 的入口地址。注意，这里取的是“地址0x00000000”，但STM32通过BOOT引脚和选项字节，把Flash、系统存储器或SRAM映射到该地址，因此实际取到的内容来自被映射的存储区。

在默认的Flash启动配置下，0x0800_0000 被映射到 0x0000_0000。所以向量表通常放在Flash起始处，前4字节是栈顶地址，紧接着是复位向量、NMI、HardFault等异常向量。启动文件 startup_stm32xxxx.s 中定义的向量表，正是这段内容的来源。复位向量指向 Reset_Handler，它完成两件关键事：把 .data 段从Flash拷贝到SRAM，把 .bss 段清零，然后调用 SystemInit() 配置时钟，最后跳入 __main，由C库完成运行时初始化并调用用户的 main()。

这里有一个容易被忽略的细节：SCB->VTOR（向量表偏移寄存器）在复位后默认为0，意味着异常向量从 0x0000_0000 取。当程序运行在Flash中时，这通常没问题；但一旦发生跳转，比如从Bootloader跳到App，App的向量表并不在地址0，就必须重定位VTOR，否则任何中断都会跳到错误的入口。

Bootloader与App的分区规划

Bootloader是芯片上电后第一个运行的用户程序，它占据Flash起始位置，因此它的向量表天然位于 0x0800_0000，不需要重定位。App则被放置在Bootloader之后的某个偏移地址，例如 0x0800_8000。这个偏移量必须是Flash页大小的整数倍，因为擦除操作以页为单位。以STM32F103为例，页大小为1KB或2KB（取决于型号），而STM32F4系列通常为16KB、64KB或128KB不等，规划时必须查阅对应型号的参考手册。

分区规划的核心约束有三条。第一，Bootloader自身不能被App覆盖，否则升级过程中断电会导致设备无法再次启动。第二，App运行区与下载暂存区必须分离，这样新固件可以先完整写入暂存区，校验通过后再由Bootloader搬运或切换，避免“写一半断电”导致App区损坏。第三，参数区用于存放升级标志、固件版本、CRC校验值等元数据，通常放在Flash末尾，且需要独立擦写。

下面给出一个可直接参考的分区参数表，以512KB Flash、2KB页大小的STM32F103RET6为例：

注意，App运行区与下载暂存区的大小不必完全相等，但暂存区必须能容纳最大可能的App镜像。如果App编译后超过224KB，就需要调整分区，或者启用压缩升级方案。

中断向量表重定位：跳转后中断为何会跑飞

当Bootloader决定跳转到App时，它需要做三件事：关闭全局中断、设置MSP为App向量表的第一个字、设置VTOR为App的起始地址，然后跳转到App的复位向量。其中VTOR的设置是关键。Cortex-M的 SCB->VTOR 寄存器低7位保留，实际写入的是向量表基地址。对于App位于 0x0800_8000 的情况，应写入 0x0800_8000。

在App的 SystemInit() 或 main() 最开始，通常需要显式执行：

SCB->VTOR = 0x08008000;
__DSB();
__ISB();

如果忘记这一步，App中一旦发生SysTick中断或任何外设中断，CPU仍会从 0x0000_0000 处的旧向量表取入口地址，结果要么跳回Bootloader的中断服务函数，要么跳到未定义区域导致HardFault。实际调试中，表现为“跳转后主循环能跑，但一开中断就死机”，这就是典型的VTOR未重定位症状。

跳转前的必要检查

Bootloader在跳转前，至少应确认三件事：App向量表的第一个字（初始MSP）是否落在SRAM地址范围内（例如 0x2000_0000 到 0x2000_FFFF），第二个字（复位向量）是否落在App运行区范围内，以及App区首地址是否包含有效的栈顶值。如果这些检查不通过，说明App区没有有效固件，应停留在Bootloader的升级模式，而不是盲目跳转。

一个简化的跳转函数如下：

typedef void (*pFunction)(void);
pFunction JumpToApp;
uint32_t appMsp = *(volatile uint32_t*)0x08008000;
uint32_t appReset = *(volatile uint32_t*)0x08008004;

if ((appMsp & 0x2FFE0000) == 0x20000000) {
    __disable_irq();
    SCB->VTOR = 0x08008000;
    __set_MSP(appMsp);
    JumpToApp = (pFunction)appReset;
    JumpToApp();
}

这段代码中，0x2FFE0000 掩码用于判断MSP是否指向SRAM区域，是一种常见的合法性检查。跳转后，App的启动文件会重新执行 Reset_Handler，完成它自己的 .data 拷贝和 .bss 清零，然后进入App的 main()。至此，控制权完成从Bootloader到App的交接。