ESP32-C3 应用程序的启动流程-凡亿课堂

网上说明一大堆，基本是官网文档复制没有额外解释！
对于ESP32-C3的 risc-v 内核，是我选择他的原因之一，
了解芯片上电后的启动流程，有利于我们更加深入理解芯片。

前言
一、应用程序启动阶段
- 1.1 app_main.c
- 1.2 port_common.c
- 1.3 port.c
- 1.4 startup.c
- 1.5 startup_internal.h
- 1.6 cpu_start.c
- 1.7 esp32c3.project.ld.in
二、二级引导程序
结语

前言

对于ARM内核的STM32的启动流程，我以前的博文详细分析过，搞懂了STM32的启动流程对于芯片的使用和理解来说就会更上一个等级。现在我们新接触的 risc-v 内核的ESP32-C3，如果能够搞明白他的启动流程，就能更深的理解 ESP32-C3。

在写文章之前也看了很多网上的文章，然后官方的说明也看过了，网上绝大多数都是官网文档复制一遍，这倒没什么，毕竟官网权威，问题是，复制一遍过来没有做过多的解释，没有额外的分析，还写个原创，我真是XX了。当然不排除我没看到的好的文章，也正是因为基本没有看到更加详细的分析，我决定要自己写一篇记录，一来当做自己记录，二来底层有些地方目前来说我确实不是理解透彻，肯定有不到位的地方，希望大家多提意见，能让文章更加完善。

按照惯例，我把能找到的文章和官方的资料都看了好多遍，官方提到的3大步骤：

对于上述提到的3大步骤，最简单的清晰的是第三步，第二步也有源码，倒是可以查看试着分析一下，但是第一步确实，只是知道这么回事，具体的实现方式因为程序是在ESP32-C3 的内部 ROM 中，确实找不到可以分析的源码和资料。

芯片的启动流程，大多离不开启动文件和链接文件。ESP32-C3应该也是这样，本来按照理解，应该找到底层的启动文件和连接文件开始按照步骤分析，但是查看了一会底层代码，因为对底层架构深入了解得还不够，没有找到= =！所以想着怎么办？

不能按照从最开始到结束的顺序来，那么就按照从结束到开始的顺序来！我们从app_main 函数反过来一层一层网前看，看看经过了一些什么处理，程序才执行到app_main 函数的！

注意，文章以倒叙的方式说明~ ~

本文是基于 VScode 插件的工程结构来说明（Ubuntu环境），环境搭建见下面博文：

ESP32-C3 VScode开发环境搭建（基于乐鑫官方ESP-IDF——Windows和Ubuntu双环境）

一、应用程序启动阶段1.1 app_main.c

我们从app_main.c的主函数app_main中，我们直接通过转到定义看看上一层：

1.2 port_common.c

app_main 往上找的文件是 port_common.c，路径如下：

是哪一个任务调用了app_main 呢，我们直接往上就能看到，main_task调用了app_main ，而main_task这个任务就在esp_startup_start_app_common函数中创建：知道了esp_startup_start_app_common 函数创建了main_task这个任务，那么这个函数在哪边有调用呢？我们继续往上看，找到esp_startup_start_app函数中调用了esp_startup_start_app_common，调用完成以后就开启了 FreeRTOS 任务调度。

对应的，我们看一下启动LOG：

1.3 port.c

我们又进入了一个新的文件 port.c，路径如下：接着上面的，从esp_startup_start_app函数往上找，又找到一个start_cpu0_default函数，如图：

1.4 startup.c

又找到一个新文件startup.c，路径如下： start_cpu0_default

在 startup.c 文件的 start_cpu0_default函数，其中进行了很多关键步骤，具体可以自行查看代码:对应的，我们看一下启动LOG：

我们还想看 start_cpu0_default函数从哪里调用，但是这时候已经无法跳转了，这时候我们依然在startup.c文件中搜索，可以找到下面一句话：这句话的意思就是使得 start_cpu0_default函数弱连接到start_cpu0函数，如果没有额外的声明，start_cpu0_default函数等价于start_cpu0函数。（有错误请指出）

继续看看与 start_cpu0函数有关的程序，g_startup_fn好像是一个数组？如图：尝试着对 g_startup_fn 使用转到定义，我们进入了另外一个新的文件，可以找到一个宏定义SYS_STARTUP_FN()：

1.5 startup_internal.h

老样子先看文件路径如下：

这是一个头文件，所以这里面肯定都是函数的声明和宏定义，我们在这个文件中需要关注的地方就是一个宏定义#define SYS_STARTUP_FN() ((*g_startup_fn[(cpu_hal_get_core_id())])())：我们接下来要找的就是这个宏定义SYS_STARTUP_FN()在哪里调用了。

因为是头文件，找函数调用就复杂一点，但是问题不大，如下图：点进去确实发现是我所需要查找的文件，如果找不到，可以在目录下面搜索，先小目录，还是找不到，再用上层目录。这也是看底层源码的基本方法。

1.6 cpu_start.c

老样子先看文件路径如下：在cpu_start.c文件中，可以看到确实有上面头文件中宏定义SYS_STARTUP_FN()的调用，里面主要就是几个启动cpu的函数，其中是call_start_cpu0函数调用了这个宏定义：函数的内容是很多的，这里我们就不一一分析。但是到了这里，我们再结合官方的说明文档再看一遍：这样子去理解，感觉官方说得好简单，实际上都是层层调用。

分析到这里，我们都已经进入入口函数了，那么程序是如何调用。按照以前的理解，这个入口函数应该会在一个连接脚本里面使用 ENTRY调用，就像ENTRY(call_start_cpu0);

实际上，如果去文件夹搜索可以找到很多文件中有ENTRY(call_start_cpu0);，即便我们值选择与 ESP32-C3 有关的，也有不同的地方，那么到底是哪个呢？我们还得继续顺藤摸瓜！

1.7 esp32c3.project.ld.in

在组件的esp32c3目录下面搜索call_start_cpu0，找到一个使用了ENTRY(call_start_cpu0);的链接文件：（有错误请指出）这个和我们的STM32中分析中的类似，就是进入到入口函数执行：

文件路径：

我们还得往下简单看看二级引导程序。

二、二级引导程序

二级引导程序，基于现在我的理解，还不足以能够完全的讲清楚，官方提到源码在 ESP-IDF 的 components/bootloader 目录下，我也简单的看了一下，在目录中找到比较“可能”的程序：在这个bootloader_start.c文件中，正如官方的说明一样，ESP-IDF 使用二级引导程序可以增加 Flash 分区的灵活性（使用分区表）等一些功能：继续查看了一些代码（具体的就是在bootloader_start.c文件相关联的地方查找），确定bootloader_start.c就是二级引导程序的代码，根据LOG输出判断的 = =！在bootloader 目录下也有 ESP32-C3 的链接文件：在其中也有ENTRY(call_start_cpu0);的调用，这个应该是和二级引导程序中bootloader_start.c中对应的链接文件（有问题清指出）。

结语

文章在前面C语言启动的部分倒是还算满意，到底层以后，对陌生的 risc-v 内核和架构还是处于模糊的状态，希望小伙伴多多给些意见。

文章整体只能算是代码的流程解析，并没有分析函数的功能，这是我不满意的地方，冰冻三尺非一日之寒，加油！文章会随着博主的理解深入保持更新，希望以后能有时间从内存，从架构好好的完善一下文章！

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