【嵌入式】一种优雅的 bootloader 跳转APP 的方式
- 0. 个人简介 && 授权须知
- 1. 前言
- 2. 干净的跳转
- 3.程序的 noinit 段
- 4. 利用noinit段实现优雅的跳转
- 4.1 检查栈顶地址是否合法
- 4.2 栈顶地址 +4
- 4.3 __set_MSP
- 5.OTA 过后的运行逻辑
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1. 前言
一些需要OTA 的设备大多都是讲程序设计为 bootloader 和 app区域，以便在升级时更加方便。
程序从BT跳转到app：
- 小白：修改栈顶地址，直接 跳转到APP起始地址，在APP中在修改中断向量表
- 中级：
what the fxxk？这么省事的吗？还需要做以下事情呢，包括但不限于：- 滴答定时器中断关掉、重置计数器
- 关闭时钟
- 关闭使能的外设，重新Deinit
- 关闭看门狗
- 设置栈顶地址
- 设置跳转地址
- 关闭全局中断
归根到底，关中断、外设、去初始化这些操作的本质就是给APP运行提供一个干净的环境
2. 干净的跳转
干净的跳转指的是MCU内部的寄存器没被污染，也即是初始上电状态，咋实现呢？
- 手动断电复位MCU？？可以，但是不现实
- 启动软件复位，但是软件复位后所有的寄存器都复位了，程序中定义的变量也重新加载了
有时候，见多识广真的会打开思路。
在一篇文章中，看到了如下思路，但是以下思路中的第一条怎么实现？复位后，在程序中定义的变量不会被初始化？？
- 定义一个标志，保证其不会被初始化
- 每次复位后就立即检查这个标志，如果是跳转标志就跳转，否则就继续运行
- 当升级完成后就更新跳转标志并软件复位
带着疑问，请看以下章节：
3.程序的 noinit 段
比如我在该段定义了一个变量A，程序在运行过程中A会累加，该段定义的变量可以实现
- 当程序【软复位】时重启时，该段的变量【不会】被初始化
- 只有当程序【掉电重启】时，该段的变量才【会】被初始化
在该段中定义的变量会被编译器分配到SRAM中，SRAM 的地址可以手动设置，该段常用来保存一些敏感信息。
比如我想实现以下场景：
要是想监控程序由于看门狗超时复位而造成重启的次数，在不知道 noinit 之前我想到的就是，利用串口打印保存1个小时的打印 log ，然后观察，硬着头皮数重启次数。
就可以通过以上 noinit 段实现
4. 利用noinit段实现优雅的跳转
首先贴出代码：
#define FLASH_APP_ADDR 0x08010000 //应用程序起始地址
/*在 noinit 段中定义一个标志位变量*/
__attribute__((section(".noinit"))) volatile uint32_t JumpFlag;
void SetJumpFlagAndReset(void){
JumpFlag = 0xA5A5A5A5;/* Setting of signs */
NVIC_SystemReset();/* Software reset */
}
void CheckJumpFlagAndJump(void){
if(JumpFlag == 0xA5A5A5A5){
JumpFlag = 0; /* Clear jump flag */
iap_load_app(FLASH_APP1_ADDR);/* Loading the application */
}
}
void iap_load_app(uint32_t app_addr)
{
typedef void (*jump_app_ptr)(void);
jump_app_ptr jump2app;
/* Check the top-of-stack address for legality */
if(((*(volatile uint32_t *)app_addr) & 0x2FF00000) == 0x20000000)
{
jump2app = (jump_app_ptr)(*(volatile uint32_t *)(app_addr + 4));
__set_MSP(*(__IO uint32_t*)app_addr);
/* Jump to APP program */
jump2app();
}
}
4.1 检查栈顶地址是否合法
if (((*(volatile u32*)app_addr) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)分析
app_addr是app应用程序的flash首地址(volatile u32*)app_addr是将该地址转换为u32指针类型(*(volatile u32*)app_addr是取出该地址的内容，假设为u32类型的 变量P- 变量
P，是app程序的堆栈地址 ，该地址指向RAM，RAM的起始地址为0x2000_0000 p & 0x2FFE_0000 = 0X2000_0000,则p的范围就是0x20000000~0x2001ffff- 综上，
if语句就是为了判断ram是否在0x20000000~0x2001ffff区间范围内，该区间大小为 128K，可以根据实际情况定义
4.2 栈顶地址 +4
栈顶地址 +4 存放的是 复位地址
4.3 __set_MSP
将用户定义的 flash 首地址存储的栈顶地址，通过 __set_MSP 语句告诉 ARM 内核，该地址就是APP程序区域的栈顶地址
5.OTA 过后的运行逻辑
OTA的最后运行函数SetJumpFlagAndReset(), 将noinit段的变量设置标志位并且软复位main函数的初始下运行函数CheckJumpFlagAndJump()- 标志位为
0xa5a5_a5a5：表示是OTA之后的启动，运行跳转函数 - 标志位为 0 ，表示是掉电启动的
- 标志位为
参考：
IAR下使用noinit段
怎么在Bootloader跳转前给APP提供干净的运行环境
