bootloader学习笔记---第二篇
目录
一、链接地址与跳转
二、bootloader疑难问题
1、应用程序中使用中断导致程序跑飞或者不能重新下载程序？
2、中断向量表具体是怎么重映射？
3、bootloader更新app过程中意外断电，怎么处理？流程是先备份后擦出然后烧写吗？
4、botloader烧写app程序过程中突然断电或者断开连接导致bootloader无法使用，必须重新烧写，这是什么原因呢？
5、怎么将BOOT程序和APP程序一起烧进板子？
6、第一，多核芯片是否给每个核编写一个bootloader，并分别放在每个核相应的flash里？第二，上位机软件下发的信息是否可以通过ID来区分送到哪个核里？第三，上位机软件是不是必须和CAN盒子配套？
7、bootloader升级过程很慢，100k左右的s19文件需要十多分钟？
8、boot程序，对于app的跳转地址有什么要求?boot程序比较大，跳转地址是0x25000,跳转总是失败？
9、可以直接从APP区域跳转到到BOOT区域直接升级，而不用经过一个重启的过程吗？正常项目都是APP启动升级的
10、boot 更新app的时候，将flash drv(擦除，写入等风险操作函数)临时通过can从上位机下载到ram中并运行，通过修改链接文件指定自定义的一块ram，可以把收到的flash drv的数据放到这块地址，在执行擦除或者写入操作时，1.怎么找到擦除或写入函数的ram地址并执行？2.如果可以找到地址，怎么往擦除或写入函数传递参数(这两个函数知道ram地址，不是函数,怎么传递参数)?
11、将地址强制转换为函数指针调用，会造成hard fault interrupt？
三、备注
一、链接地址与跳转
这里讨论第一篇文章中提到的第二种情况，即第二种常见的情况就是app烧写在flash上，app应该在ram内存里运行，app或者是bootloader需要把app拷贝到内存ram中去，1、如果是bootloader拷贝的，那么bootloader要跳转到内存ram中去执行app；2、如果是app自己把自己复制到内存中去的，那么bootloader直接跳转到app的位置就可以了。
这里有三个问题，1、谁把app从flash复制到ram中去？2、具体是复制到哪里？3、如果bootloader要跳转到ram中去怎么跳？
第一个问题，app自我复制，bootloader帮忙复制；第二个问题，这个地址我们可以预先设置好；第三个问题，用函数指针跳转。
下面介绍两种跳转方式。
第一、相对跳转，BL main; 这是条汇编语句，这条语句会让pc=当前pc+相对位移。不管我们程序放在哪里，相对跳转都能成功。编译器是默认优先使用相对跳转。
第二、绝对跳转，是让pc=要跳转的地址。比如，LDR r5 , [pc, #24] BLX r5。函数指针的方式也是绝对跳转的方式。对于绝对跳转，在对应的地址上面必须有对应的代码。stm32上电后第二件事情就是跳转到Reset_Handler中去，这也是绝对跳转。如果是长距离调用，也会使用绝对跳转。如果是绝对跳转，我们程序烧录的位置如果发生变化，即我们烧录的地址和链接文件（散列文件)中指定的地址不一致，那么跳转过去的地址就会出现错误，因为跳转的绝对地址的那块内存可能没有初始化，程序会崩溃。
如果我们如上图那样使用散列文件修改了app程序的链接地址，那么app程序会把指令和数据放在0x20000000。那么这相当于，bootloader跳转到app中，app自己把自己复制到0x20000000。可以看到散列文件中，链接地址和加载地址都是同一个地址，链接地址就是运行时的地址，我们可以使用烧录工具来决定程序的烧录地址，在这里加载地址没有用，只有链接地址有用。
上面的代码是app自己复制自己到内存的
第二种情况，需要bootloader把app复制到内存中去时，app文件的头部一般会包含以下几种信息，1、加载地址：即要拷贝到内存的那个地址，2、入口地址：即第一条指令地址，3、长度，4、CRC。
这就需要bootloader启动后需要去app的烧录地址读取这些头部信息，接着解析这些头部信息，然后读取app.bin存入内存，最后跳转到内存中去执行app程序。
解析头部信息，需要注意的是，存储方式是大字节序还是小字节序，
这里我补充一个知识点：我们在对flash进行读写操作时，flash中对应的应用程序文件将不能运行，所以必须将flash driver拷贝到ram区域，这是由flash的硬件性质决定的，为什么呢？
因为，flash只有一套自己的crossbar(类似交叉开关，同一时刻只能执行一种操作)访问总线，当其被用作写数据时，不能同时读取数据（譬如CPU取指执行程序）。但在支持RWW partition的flash中是不必如此操作的，它支持在不同flash分区同时进行读和写。
二、bootloader疑难问题
1、应用程序中使用中断导致程序跑飞或者不能重新下载程序？
这个要看具体的MCU（内核），一个原则是使能中断和异常发生之前必须确保其中断向量表和中断/异常ISR已经ready。
2、中断向量表具体是怎么重映射？
更改向量表基地址寄存器，也叫中断向量表偏移量寄存器，中断向量表的重定向可以是在bootloader进入用户程序之前改，也可以在用户程序里面改，对于在Cortex-M3内核的MCU上可以通过设置SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET，关于这个寄存器的描述可以见下图；该寄存器的值来实现中断向量表的重定义。如果没有这类的寄存器可以参考这位博主的办法尝试解决STM32F0芯片IAP实现之中断向量表重映射（没有中断向量表偏移寄存器SCB-＞VTOR的应对方法）_a只如初见的博客-CSDN博客_中断重映射
3、bootloader更新app过程中意外断电，怎么处理？流程是先备份后擦出然后烧写吗？
一般是双应用程序分区，更新完新的应用程序之后才擦除老的应用程序分区并设置跳转标志，以保证时钟有一个分区中的应用程序正确可用。
4、botloader烧写app程序过程中突然断电或者断开连接导致bootloader无法使用，必须重新烧写，这是什么原因呢？
如果应用程序新过程中断电或者意外复位，则应用程序更新失败，相应的应用程序完整性校验通不过，当然得重新下载，为了避免这种情况下应用程序丢失，常常BootLoader需要对应用程序进行双备份，即使用两个不同的NVM分区来保存应用程序，只有新的应用程序更新成功之后，才擦除老的应用程序。
5、怎么将BOOT程序和APP程序一起烧进板子？
用任意文本编辑器打开bootloader和app工程生成的S19文件拷贝即可合并，然后使用调试器通过SWD/JTAG接口下载即可。
6、第一，多核芯片是否给每个核编写一个bootloader，并分别放在每个核相应的flash里？第二，上位机软件下发的信息是否可以通过ID来区分送到哪个核里？第三，上位机软件是不是必须和CAN盒子配套？
多核MCU只需要为其boot CPU core开发一个bootloader就可以了，可以通过ID或者地址来判断，可以复用我们的上位机软件，但其只有简单功能，要用这个上位机软件需要使用匹配的CAN适配器，否则需要修改底层dll以适用于其他CAN适配器
7、bootloader升级过程很慢，100k左右的s19文件需要十多分钟？
Flash擦除本身很耗时间，另外，可以在将S19文件每行的数据设置为更长（比如128字节或者512字节）或者把bootloader里面改为接收10行s19再烧写，提高Flash烧写效率，再或者就是提高通信速率
8、boot程序，对于app的跳转地址有什么要求?boot程序比较大，跳转地址是0x25000,跳转总是失败？
这个要看跳转具体是如何实现的？要反汇编看看具体的汇编跳转指令，不同的汇编跳转指令支持的跳转地址范围不同。
9、可以直接从APP区域跳转到到BOOT区域直接升级，而不用经过一个重启的过程吗？正常项目都是APP启动升级的
可以在APP中接收到boot请求后使用函数指针直接跳转到bootloader的reset_handler，但需要在跳转之前反初始化/复位APP使用的所有时钟和外设，以避免APP与bootloader的相互影响。当然，我们推荐的方式还是软件复位或者看门狗溢出复位进入bootloader。
10、boot 更新app的时候，将flash drv(擦除，写入等风险操作函数)临时通过can从上位机下载到ram中并运行，通过修改链接文件指定自定义的一块ram，可以把收到的flash drv的数据放到这块地址，在执行擦除或者写入操作时，1.怎么找到擦除或写入函数的ram地址并执行？2.如果可以找到地址，怎么往擦除或写入函数传递参数(这两个函数知道ram地址，不是函数,怎么传递参数)?
第1个问题，使用函数查找表，类似中断向量表的工作原理；第2个问题使用函数指针，因为函数名本身就是地址，我们可以定义一个和flash drv相同格式的函数指针，然后向这个函数指针传递的参数就是传递给了flash drv函数；
11、将地址强制转换为函数指针调用，会造成hard fault interrupt？
typedef void(*pfun_t)(void);pfun_t pfun = (pfun_t)0x00500000;
pfun(); 注意是把中断向量（中断ISR函数地址，存在中断向量表地址的内容）而不是中断向量地址本身转换成函数指针执行。
三、备注
本文部分内容是根据韦东山老师的视频整理编写的笔记从0写BootLoader（适用于单片机），还有部分公众号中汽车电子expert成长之路的文章评论，部分图片来自于cortex-m3权威指南。
=文档信息=
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