gossip:
? ? ? ? 最近在咸鱼捡了个123GXL的板子，板子没到就先装好了环境，然后看了看资料，前天板子到了，先点了个灯，然后把板子扔到一边又继续看资料去了emmm...
? ? ? ? 看资料的时候发现有些东西挺有意思的：比如它竟然出厂时在ROM中固化了库函数的二进制代码，用户程序可以直接跳转到ROM中去执行这些函数，那么Flash中就不必再存这些代码从而有更多的空间存其它数据了。
boot loader：
????????这玩意学习stm32时根本没听说过，倒是以前给手机刷机时知道要进这个地方，好像叫做程序引导器。在看Tiva C的资料时总看到这个东西，于是深入研究了一下，竟然发现原来stm32也有这玩意。简单来说，它也是一个程序，用于接收上位机发来的程序数据并把数据烧写到Flash里面，完成用户程序的更新。至于究竟是怎么一回事，还得从ARM核MCU的启动过程说起。
启动过程：
????????按照ARM的规定，系统的0x00处存放程序的栈顶指针，0x04开始就是中断向量表(加4是因为一个地址占32位)，且第一个中断向量为reset中断向量。
????????单片机上电后，首先初始化堆栈，然后读取0x00处的栈顶指针，接着将0x04处的reset中断服务函数地址载入PC寄存器，之后跳转执行reset的中断服务函数，并根据该中断服务函数内的指示跳转执行main函数。
stm32的boot loader：
?????????stm32是可以根据两个特定的引脚选择程序启动位置的，三个可以选择的启动区域分别是SRAM，FLASH和System Memory，如下所示：
? ? ? ? ?一般来说，用户程序存放到Flash当中，SRAM并不常用。选择从Flash启动程序就是选择执行用户程序。
????????那么还有一个System Memory又是咋回事呢，其实从这个区域启动就会执行boot loader程序，当我们手头上没有调试器，要从串口给单片机烧写程序的时候，就得切换到这个模式。这时候我们可以用一些工具比如FlyMCU等，就可以将程序通过串口发送到单片机，此时单片机正执行的boot loader程序就会接收串口数据(也就是用户程序)并写到Flash当中，从而完成用户程序的更新。当切换回Flash启动方式后，就会运行新的用户程序了。
存储器重映射：
? ? ? ? stm32的boot loader的作用讲完了，但是还没弄清楚为什么切换引脚可以启动不同的程序，按照arm的规定，程序是从0x0000 0000处开始执行的，可这个位置的值不是固定的吗，不应该只能执行一个程序？这就涉及到地址的重映射了：
? ? ? ? ?如上图所示，stm32的0x0000 0000地址到0x07FF FFFF地址其实就是用来做重映射的，需要注意的是这里的地址是逻辑地址而不是物理地址，是人为规定出来的，因而完全可以再定义这段地址在逻辑上与Flash相连，这种定义，就是重映射。
????????如果这么做，就是说将Flash的地址映射到了系统0x00处那段位置。当程序去读0x00时，实际上读的是Flash的首地址处的值，也就是用户程序的堆栈地址，接下来读0x04处的值，读的其实是0x0800 0004处的值，也就是用户程序的中断向量表的第一个中断向量。这么一来，单片机执行的就是用户程序了。
????????同理，如果将system memory映射到0x00开始的那段位置，那么一开始就能读到System Memory的首地址的值了，这里存放的是boot loader这个程序的堆栈地址值，接着还能读到这个程序的第一个中断向量，从而执行了boot loader程序。
Tiva C的ROM中的Boot loader：
? ? ? ? 按照官方文档所说，Tiva C系列可以有两个boot loader，一个是出厂固化在ROM中的，另外一个是在Flash中的。
? ? ? ? 首先需要知道的是，Tiva C系列的逻辑地址分配与stm32不同，它没有像32一样预留给专门做重映射的空白区域，而是直接把Flash的地址安排在了0x00开始的一段区域，因此单片机一开始从0x00处读到的值就是Flash首地址里面的值。
? ? ? ? 当芯片出厂的时候，ROM中固化了boot loader和库函数代码以及其它一些内容，而Flash是空的，那么就可以通过启动芯片的boot loader程序，然后利用串口或者其它的外设接口给Flash写入程序了。流程是这样的：当单片机启动时，它会去读0x00处的值，然后发现，欸，这个值好像不是一个地址欸，然后又发现0x04处的值好像也不是一个中断函数的函数地址，于是这时候就会把ROM的boot loader程序开始的位置直接重映射到0x00处，然后按照启动流程启动boot loader程序，接下来就可以使用LM Flash Programmer这个应用给芯片写入用户程序了。
? ? ? ? 当下次重启时，系统发现0x00和0x04处的值都好像是一个地址的样子欸，于是就不去启动ROM中的boot loader程序了，而是按照正常流程去读取Flash中的堆栈地址以及中断函数地址，启动用户程序。
? ? ? ? 在我看来，这个ROM的boot loader跟32中的那个比较相似，程序都是固化在了某一个只读存储区域，都只能使用某几个固定的外设接口来更新用户程序(比如串口0)。区别在于，stm32可以通过引脚来选择随时启动这个boot loader，而Tiva C系列的这个boot loader只有在以下情况能启动：
? ? ? ? ?需要注意的是，我看到的芯片手册里面，EN默认是置位的，引脚启动功能也是默认禁用的。因此只有情况3能启动这个boot loader，这个情况3简单地说就是用户程序不对劲的时候或者FLASH全为空的时候。如果不下心已经把程序写入了Flash，而程序中又没有去改变BOOTCFG这个寄存器的值，那么以后启动ROM中的boot loader程序就十分困难了。
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Tiva C的Flash中的Boot loader：
? ? ? ? 接下来说说FLASH中的boot loader。既然是Flash中的东西，就是可以修改的啦，因此可以比较灵活，比如说boot loader可以使用串口0，或者串口1，或者SSI3，或者以太网等来更新用户程序。这个boot loader不是自带的，官方给了代码，需要我们自己编译后弄到Flash里面。在Tivaware的例程目录下，有一个叫做boot_serial的文件夹，里面就是一个用串口更新的boot loader程序。
? ? ? ? 如果使用这个boot loader的话，就得把Flash分成两个区域，每个区域存一个程序，分区大小需要根据boot loader这个程序的大小来设定，用户程序的首地址最好设置为除boot loader外第一个空白sector。如下图所示：
? ? ? ? ?首先，在boot loader程序中，要有一个APP_START_ADDRESS，这个变量存放的是用户程序的首地址，按照上图也就是0x2800。然后，boot loader程序中还有一个CheckForceUpdate()函数，它要来检测APP_START_ADDRESS开始的几个值正不正常，这跟ROM的boot loader差不多，只是地址多了一个偏移而已。如果APP_START_ADDRESS开始的值能够确定是堆栈地址和reset的中断函数地址，就认为用户程序存在，就跳转去执行用户程序，否则进入更新状态。当然，CheckForceUpdate()函数中也可以写一些根据引脚状态来确定是否进入更新的代码，官方例程也留下了接口如下：
? ? ? ? ?如果把boot loader弄到了Flash里面，相应的，用户程序也要更改一些地方，主要就是编译时候设置程序起始位置。正常来说，用户程序直接烧写到Flash开头就好了，比如stm32要设置程序位置为0x0800 0000（这是stm32的Flash的首地址），而Tiva C系列则设置为0x00（这是Tiva C的Flash首地址），但是现在Flash开头已经被boot loader占用了，因而需要把用户程序的起始地址改一下：
????????上面那张图是keil里面的魔术棒的设置，下面这个是ccs的cmd文件的配置，根据自己的情况改一下程序的起始地址就行。
? ? ? ? 都设置好之后，首先要把boot loader通过调试器烧写到Flash的起始位置。单片机重新上电，因为此时0x00是boot loader所以执行的是boot loader程序，该程序会执行一个CheckForceUpdate()去检测0x2800开始的一段位置，或者说检测设置的GPIO引脚的状态来确定是否执行更新，如果不执行，则跳转0x2800去执行用户程序，否则进入更新状态，配置特定外设并等待数据的到来。
总结：
? ? ? ? 简而言之，无论boot loader在哪里，当它被触发启动后，就可以发送程序到单片机的特定外设，boot loader程序会接收俺们的程序并帮我们写入Flash。boot loader的触发启动方式各不相同，stm32通过两个引脚的电平情况触发，而Tiva C是根据某些地址的值或者IO的值来触发执行。
? ? ? ? 这么看来，Tiva C的触发条件还是比较苛刻得，一般只有全新芯片才能触发ROM的boot loader，如果没有调试器，如果第一次不小心写了个程序进0x00处，那么很难再启动ROM的boot loader，此时Flash的boot loader也没有被存进去Flash，更加启动不了了。想不通Ti这么做的意义何在。
????????所以还是调试器大法好啊阿巴阿巴......
????????看了好久资料，看得迷迷糊糊，现在把自己对boot loader和启动过程的理解写出来，也不知道能写清楚，还望大家前来指正与交流啦~