在 STM32F446RE 板上,应用程序内程序从用户引导加载程序跳转到用户应用程序,反之亦然

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我有一个问题。 我正在为我的 STM32F446RE 板开发 IAP(应用内编程)工具,但我陷入了困境。 我已经开发了所有必要的实用程序,以便让微控制器从 GUI 接收二进制 (.bin) 编译文件,将其写入特定的闪存扇区并执行它。 当我想从上传的代码再次跳转到存储在闪存扇区 0 上的引导加载程序时,我的问题出现了,我看到代码没有跳转到引导加载程序,而是继续执行用户应用程序代码。我已经调试了代码,发现引导加载程序代码的所有地址(msp 和重置处理程序)均已正确设置,并且与上传的代码的地址不同。

我想要实现的流程如下:

1 --> 执行扇区 0 中存储的引导加载程序代码(当接收到来自用户按钮的中断时,从地址 0x0800 0000 开始),并将新接收到的代码写入扇区 2(从地址 0x0800 8000 开始)

2 --> 设置 msp 地址 (@0x0800 8000) 和复位处理程序地址 (0x0800 8004)

3 --> 跳转到新代码的复位处理程序地址(@0x0800 8004)

4 --> 执行新上传的代码。

5 --> 在用户代码执行期间,如果收到中断(来自用户按钮),则设置引导加载程序 msp 地址、重置处理程序并跳转到引导加载程序

6 --> 从第一步开始再次重复。

这是用于从引导加载程序跳转到用户应用程序的代码:

    IAP_loadProgram(&data);

//pointer to the user application reset handler address
void (*user_resetHandler)(void);


//set the user application MSP address (user application starts on the flash SECTOR2
uint32_t msp_addr = *(volatile uint32_t *)APPLICATION_ADDRESS;

__set_MSP(msp_addr);

//Set now the addres of the reset handler
uint32_t resetAddr = *(volatile uint32_t *)(APPLICATION_ADDRESS + 4);

user_resetHandler = (void *)resetAddr;

//When there, the bootloader sector will be leaved and the user code execution starts
user_resetHandler();

最后,用于从用户应用程序代码跳转到引导加载程序的代码是:

  if(toBootloader){
      toBootloader = 0;

      //pointer to the user application reset handler address
      void (*bootLoader_resetHandler)(void);

      //set the user application MSP address (user application starts on the flash SECTOR2
      uint32_t msp_addr = *(volatile uint32_t *)BOOTLOADER_ADDRESS;

     __set_MSP(msp_addr);

      //Set now the address of the reset handler
      uint32_t bootLoaderResetAddr = *(volatile uint32_t *)(BOOTLOADER_ADDRESS + 4);

      bootLoader_resetHandler = (void *)bootLoaderResetAddr;

      //When there, the user code sector will be leaved and the bootloader code execution starts
      bootLoader_resetHandler();
  }

其中 APPLICATION_ADDRESS 为 0x0800 8000,BOOTLOADER_ADDRESS 为 0x0800 0000。 bootloader代码前两个地址的内容为: 0x08000000:20020000
0x08000004:080044DD

同时应用代码前两个地址的内容为: 0x08008000:20020000
0x08008004:0800A1F1

我所做的最后修改是在用户应用程序链接器 (.ld) 文件中,我将闪存起始位置设置为地址 0x0800 8000(而不是地址 0x0800 0000)。

所有中断都正常工作,在代码上传后,如果我进行硬件重置,结果是相同的,代码执行从用户应用程序代码开始,而不是从引导加载程序开始。 有什么建议吗?

c embedded bootloader flash-memory
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您的问题描述不清楚,但调用应用程序的过程还远远不够。您需要确保应用程序的环境与 uC 重置后的环境相同。您还需要更改向量表地址。

我写了数十个引导加载程序,但我不明白你的问题

这里有一个应该如何完成的示例(从引导加载程序调用应用程序)

void startAPP(void)
{
    static uint32_t *pAppPosition;
    static voidFunc *appResetHandler;
    static uint32_t newSP;

    pAppPosition = (uint32_t *)(bankStartAddress[0] + (uint32_t)&_BOOTFlashSize);
    appResetHandler = (voidFunc *)pAppPosition[1];
    newSP = pAppPosition[0];

    SPI_DeInit();
    FLASH_DeInit();
    I2C_DeInit();
    IRQ_DeInit();
    GPIO_DeInit();

    __disable_irq();
    __set_MSP(newSP);
    __enable_irq();
    SCB -> ICSR = 0x00000000;   // reset value;
    SCB -> SCR = 0;
    SCB -> CCR = 0x00000200;    // reset value
    SCB -> SHP[0] = 0;
    SCB -> SHCSR = 0;
    SCB -> CFSR = (SCB_CFSR_DIVBYZERO_Msk | SCB_CFSR_UNALIGNED_Msk | SCB_CFSR_UNDEFINSTR_Msk | SCB_CFSR_NOCP_Msk | SCB_CFSR_INVPC_Msk | SCB_CFSR_INVSTATE_Msk);
    SCB -> HFSR = (SCB_HFSR_DEBUGEVT_Msk | SCB_HFSR_FORCED_Msk | SCB_HFSR_VECTTBL_Msk);
    SCB -> VTOR = bankStartAddress[0] + (uint32_t)&_BOOTFlashSize;  // new vector table pos. I od not clear 8 LSB because APP start position is aligned to FLASH Sectors which are at least 2k aligned

    // SysTick
    SysTick -> CTRL = 0;
    SysTick -> LOAD = 0;
    SysTick -> VAL  = 0;

    appResetHandler();

    __builtin_unreachable();
}

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从应用程序运行引导加载程序的最简单、最安全的方法就是使用 CMSIS

NVIC_SystemReset()
功能发出软重置。

if( toBootloader )
{
    NVIC_SystemReset() ;
}

通过直接调用跳转到引导加载程序是不必要的,也是不明智的。 虽然可以做到这一点,就像您可以从引导加载程序跳转到应用程序一样,您至少需要禁用中断/异常并将向量表从应用程序的向量表切换到引导加载程序的向量表。 您的应用程序代码和引导加载程序代码似乎都没有这样做。例如,请参阅ARM:如何编写引导加载程序

发出复位的优点是可以将处理器和所有片上外设和 I/O 设置为已知的复位状态,因此您无需担心取消初始化 NVIC 或任何可能在您执行操作时生成中断的外设。正在切换向量表。

如果您需要从应用程序向引导加载程序传递信息,则片上 SRAM 的状态将在复位过程中保留下来,因此您可以保留运行时启动不会初始化的空间,以便在以下情况下将参数传递给引导加载程序:你需要。


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这里有两个程序,用户应用程序和用户引导加载程序。

  1. 用户引导加载程序:您想在 0x08000000 位置运行它。因此您不必更改链接器

    flash.ld
    文件。 此外,由于您在 uC 内存的起始地址运行,因此您也不必移动中断向量表。 (默认情况下它将被放置在0x08000000)

  2. 用户应用程序:这里该程序被保存在0x08008000位置。所以你还必须更改中断向量表的默认位置(从0x08000000到0x08008000)。

要更改中断向量表地址,您可以使用

SCB->VTOR
寄存器。

或者如果您使用的是stm32cube ide。 在那里你会发现一个

system_stm32f4xx.c
文件。
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#define USER_VECT_TAB_ADDRESS

然后将偏移量设置为
#define VECTOR_TABLE_OFFSET  0x8000

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