从零手写Bootloader实现IAP

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一、Bootloader

对于Linux与Windows

对于单片机没那么复杂：

上电后，先运行的程序被称为 BootLoader。它的作用和工作流程如下： ① 判断是否需要升级固件，如果无需升级，就启动 Flash 另一个区域的应用程序 ② 如果需要升级，通过 OTA 数据包交互协议，接收新版本的软件、烧录到 FLASH 上，然后设置升级标志位并重启 ③ 重启后运行的仍然是 Bootloader，它根据标志位启动新版本的软件。

二、STM32启动流程

如果一上电就启动APP没有bootloader

CPU从0启动，映射到flash的起始地址（假设是0x80000000），一上电，首先CPU读取4个四个字节存入CPU的SP寄存器（栈），再读4个字节Reset handle存入PC寄存器（跳转执行，这就是 CPU 运行的第 1 个指令）

现在有Bootloader，Bootloader要模仿硬件的操作完成读取功能，之前是硬件完成的

但是中断函数都保存在哪里呢，在APP前面的异常向量表，如果发生某些中断，CPU根据异常号找到异常向量表找到对应的函数。所以第一步是把异常向量表的基地址告诉CPU和设置CPU的寄存器。再是1存入SP、2存入PC

📌

中断向量表、SP、PC 栈指针 (SP) 是一个指针，指向堆栈（Stack）的顶部。堆栈用于存储函数调用时的返回地址、本地变量、中断处理等数据。复位后，SP 必须指向一个有效的内存区域，以确保堆栈操作可以正常进行。否则，任何涉及堆栈的操作（如函数调用、中断处理等）都会导致程序崩溃。0x08040000 程序计数器 (PC) 决定了微控制器下一条要执行的指令地址。PC 指向的地址就是程序开始执行的地方。复位后，微控制器需要知道从哪里开始执行程序。向PC加载地址是启动程序的关键步骤。0x08040004 中断向量表（vtor）：如果没有bootloader，一开始是存在flash的最前面，现在有bootloader，需要把中断向量表的基地址设置为APP区的最开始处。0x08040000

三、编写Bootloader启动程序

S1、编写一个点灯APP，配置keil工程R0=0x08040000，空出开头位置，并取消默认中断向量表基地址，此时灯不亮，因为程序从flash的首地址0x08000000开始跑的

S2、新创建一个工程，默认就是0x08000000开始，编写jump.s，设置中断向量表基地址(汇编)，并实现由bootloader打开后面的APP

现在先把app烧进去，再把包含jump.s，main.c的bootloader程序烧进去，灯就可以亮了

四、编写Bootloader下载程序

可以自定义下载协议，当然，下面展示最简单的过程，更严格的需要有一定的抗干扰性

① Bootloader 发出获取固件信息的请求：发出“1”字符给上位机 ② 上位机发送固件信息：先发出 5 个“0x5a”数据给下位机，用于同步，再发送固件信息。固件信息如下定义：

③ 下位机决定升级，Bootloader 发出获取固件的请求：发出“2”字符给上位机 ④ 上位机发送 bin 文件给bootloader，bootloader（1、计算CRC；2、对比结构体里的固件信息CRC比较） ⑤ 若无误，Bootloader 烧写，可以发送进度：“$1%”、“$2%”、“$100%”。以字符“$” 开头、字符“%”结束。