10、嵌入式系统多阶段启动与内存管理详解

嵌入式系统多阶段启动与内存管理详解

1. 多阶段启动设计

在嵌入式系统中，多阶段启动设计可用于实现软件升级机制或其他功能。这里以许多Cortex - M处理器的功能为例，展示两个启动阶段的分离。简单引导加载程序的唯一目的是初始化系统，以便在下一阶段启动应用程序。

1.1 引导加载程序

第一阶段引导加载程序作为普通的独立应用程序启动。其中断向量（IV）必须位于闪存的起始位置，复位处理程序会像普通单阶段启动一样初始化相关的 .data 和 .bss 内存段。闪存起始处应预留一个分区用于存储引导加载程序的 .text 和 .data 段。为此，引导加载程序的链接脚本仅包含闪存内存的起始部分，而应用程序的链接脚本则有相同大小的偏移量。

引导加载程序和应用程序实际上会被构建成两个独立的二进制文件。这样，两个链接脚本可以为段使用相同的名称，仅在链接内存中对闪存分区的描述有所不同。

若要为引导加载程序分区预留4 KB空间，可在引导加载程序链接脚本中硬编码闪存区域，如下所示：

FLASH (rx) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x00001000

同样，应用程序的链接脚本在起始处有一个偏移量，硬编码为引导加载程序的大小，使得应用程序的 .text 输出段始终从地址 0x1000 开始。从应用程序的角度来看，整个闪存区