一种Bootloader万能实现逻辑

一起学嵌入式 2023-11-21 07:58

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一般 Bootloader 实现的逻辑如下：

这种方式适合于简单的裸机程序或可控的 OS 程序（即所有外设硬件都可把控），在准备环境的时候将其全部关闭。

但对于一些复杂的或者 OS 中轮子已造好的程序，有一些因素不花时间研究无法把控，在准备环境时很可能就会遗漏一些未关闭导致出各种各样的问题。

这里提供一种万能方法：

- 利用芯片中的不受软件复位影响的可供用户使用的寄存器 (如 STM32 中的备份寄存器)。

- 在需要跳入 APP 运行时将该寄存器赋值然后软件复位。

- 在 OS 还没初始化时判断该寄存器值，如果需要跳转只需要简单的准备环境即可跳转。

该方法可以使 Bootloader 就作为一个 OS 应用程序开发，需要跳转的时候就操作一下寄存器并软件复位即可。

该仓库下所有的 Bootloader 例子均使用此方法。

以正点原子探索者开发板的 STM32F4 为例，将 system_stm32f4xx.c 文件的 SystemInit 函数修改：

1void boot_start_application(void);
2void SystemInit(void)
3{
4  boot_start_application();

boot_start_application的实现为：

 1typedef void (*boot_app_func)(void);
 2void boot_start_application(void) {
 3    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
 4    HAL_PWR_EnableBkUpAccess();
 5    RTC_HandleTypeDef RTC_Handler = {0};
 6    RTC_Handler.Instance = RTC;
 7    uint32_t bkp_data = HAL_RTCEx_BKUPRead(&RTC_Handler, BOOT_BKP);
 8    HAL_RTCEx_BKUPWrite(&RTC_Handler, BOOT_BKP, 0);
 9    if (bkp_data != 0xA5A5) return;
10    boot_app_func app_func = NULL;
11    uint32_t app_addr = BOOT_APP_ADDR;
12    if (((*(__IO uint32_t *)(app_addr + 4)) & 0xff000000) != 0x08000000) return;
13    /* 栈顶地址在 128K RAM 间 */
14    if (((*(__IO uint32_t *)app_addr) - 0x20000000) >= (STM32_SRAM_SIZE * 1024)) return;
15    app_func = (boot_app_func) * (__IO uint32_t *)(app_addr + 4);
16    /* Configure main stack */
17    __set_MSP(*(__IO uint32_t *)app_addr);
18    /* jump to application */
19    app_func();
20}

设置寄存器并软件复位的实现为：

1static void boot_app_enable(void) {
2    __disable_irq();
3    RTC_HandleTypeDef RTC_Handler = {0};
4    RTC_Handler.Instance = RTC;
5    HAL_RTCEx_BKUPWrite(&RTC_Handler, BOOT_BKP, 0xA5A5);
6    HAL_NVIC_SystemReset();
7}