C语言实现的Bootloader

以下是一个简单的bootloader实现，用于从备份地址(0x08040000)将应用程序复制到运行区(0x08004000)，页大小为4KB。这个实现适用于STM32系列微控制器，使用了标准外设库。

主函数如下：

#include "stm32f10x.h"
#include <string.h>

// 定义地址和大小常量
#define APP_BACKUP_ADDRESS     ((uint32_t)0x08040000)  // 应用程序备份地址
#define APP_RUN_ADDRESS        ((uint32_t)0x08004000)  // 应用程序运行地址
#define FLASH_PAGE_SIZE        ((uint16_t)0x1000)      // 4KB页大小
#define APP_MAX_SIZE           ((uint32_t)0x00020000)  // 假设应用程序最大128KB

// 函数声明
void Flash_Write(uint32_t startAddress, uint32_t *data, uint32_t length);
void Flash_Erase(uint32_t startAddress, uint32_t endAddress);
void JumpToApp(void);
void SystemClock_Config(void);

int main(void)
{
    uint32_t *src = (uint32_t *)APP_BACKUP_ADDRESS;
    uint32_t *dest = (uint32_t *)APP_RUN_ADDRESS;
    uint32_t appSize = 0;
    
    // 初始化系统时钟
    SystemClock_Config();
    
    // 检查备份区是否有有效的应用程序(检查栈指针是否在RAM范围内)
    if (((*(__IO uint32_t*)APP_BACKUP_ADDRESS) & 0x2FFE0000) == 0x20000000)
    {
        // 擦除目标区域
        Flash_Erase(APP_RUN_ADDRESS, APP_RUN_ADDRESS + APP_MAX_SIZE);
        
        // 计算应用程序大小(直到遇到全1的页)
        for (appSize = 0; appSize < APP_MAX_SIZE; appSize += 4)
        {
            if (*(src + appSize/4) == 0xFFFFFFFF)
                break;
        }
        
        // 从备份区复制到运行区
        Flash_Write(APP_RUN_ADDRESS, src, appSize);
        
        // 跳转到应用程序
        JumpToApp();
    }
    
    // 如果没有有效的应用程序，可以在这里添加错误处理代码
    while(1)
    {
        // 错误处理或等待
    }
}

其它函数接口如下：

// 擦除Flash页
void Flash_Erase(uint32_t startAddress, uint32_t endAddress)
{
    FLASH_Unlock();
    FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_BSY | FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);
    
    uint32_t pageError = 0;
    FLASH_EraseInitTypeDef eraseInit;
    
    eraseInit.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES;
    eraseInit.PageAddress = startAddress;
    eraseInit.NbPages = (endAddress - startAddress) / FLASH_PAGE_SIZE;
    
    if (HAL_FLASHEx_Erase(&eraseInit, &pageError) != HAL_OK)
    {
        // 擦除错误处理
        while(1);
    }
    
    FLASH_Lock();
}

// 写入Flash
void Flash_Write(uint32_t startAddress, uint32_t *data, uint32_t length)
{
    FLASH_Unlock();
    FLASH_ClearFlag(FLASH_FLAG_BSY | FLASH_FLAG_EOP | FLASH_FLAG_PGERR | FLASH_FLAG_WRPRTERR);
    
    for (uint32_t i = 0; i < length; i += 4)
    {
        if (HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, startAddress + i, *data) != HAL_OK)
        {
            // 写入错误处理
            while(1);
        }
        data++;
    }
    
    FLASH_Lock();
}

// 跳转到应用程序
void JumpToApp(void)
{
    typedef void (*pFunction)(void);
    pFunction Jump_To_Application;
    uint32_t JumpAddress;
    
    // 检查栈顶地址是否有效
    if (((*(__IO uint32_t*)APP_RUN_ADDRESS) & 0x2FFE0000) == 0x20000000)
    {
        // 设置跳转地址 - 应用程序的复位地址是运行区的第二个字
        JumpAddress = *(__IO uint32_t*)(APP_RUN_ADDRESS + 4);
        Jump_To_Application = (pFunction)JumpAddress;
        
        // 初始化用户应用程序的堆栈指针
        __set_MSP(*(__IO uint32_t*)APP_RUN_ADDRESS);
        
        // 跳转到应用程序
        Jump_To_Application();
    }
}

// 系统时钟配置
void SystemClock_Config(void)
{
    // 这里实现你的时钟配置代码
    // 例如使用HSE或HSI作为时钟源
    // ...
}

使用说明

1. 这个bootloader假设：

   • 应用程序备份存储在0x08040000地址

   • 应用程序应该运行在0x08004000地址

   • Flash页大小为4KB

2. 应用程序工程需要做相应配置：

   • 修改链接脚本，使应用程序从0x08004000开始，及更改APP程序执行位置

   • 设置中断向量表偏移量为0x4000

nvic_vector_table_set(NVIC_VECTTAB_FLASH, 0x4000);	//重映射向量表

1. 编译选项：

   • 需要设置正确的Flash布局

   • 可能需要调整优化级别

2. 注意事项：

   • 在实际产品中，应该添加校验机制(如CRC校验)确保数据完整性

   • 可以添加通信协议用于更新应用程序

   • 考虑添加回滚机制以防新应用程序有问题

这个bootloader只是一个基础实现，提供一个思路，实际应用中可能需要根据具体硬件和需求进行调整，后面会更新完整版的bootloader。