Вопросы по реализации бутлоадера, at91sam7s64, IAR5.41 Опции

[mempfis_]

Всем добрый день.
Стоит задача написать бутлоадер для at91sam7s64.
Есть несколько ламерских вопросов по этому поводу.

1. Правильно ли я понимаю что для ARM бутлоадер это обычная программа (в отличии от AVR) которая может начинаться с какого угодно адреса?
2. Чтобы иметь возможность прошить flash собственно подпрограммы прошивки flash должны находится в оперативной памяти?
3. Если п.1 верный то где во flash лучше располагать бутлоадер (в начале или в конце)?
4. Как быть со стартапом приложения? Если я в бутлоадере инициализирую стеки, тактовый генератор и т.д. то можно ли исключить стартап из приложения и просто вызвать main? Или лучше произвести сброс переферии и вызвать приложение со стартапом?
5. Достаточно ли будет выделить в flash сегмент и размещать в нём основную программу или в startup и LowLevelInit() нужно будет както дополнительно учитывать что в МК живёт ещё и бутлоадер?

Теперь мои соображения по поводу бутлоадера - поправте если гдето буду не прав:
- Проект бутлоадера - обычная программа - т.е. создаю в IAR5.41 проект, подключаю стартап и LowLevelInint() в которых инициализируются стеки, тактовый генератор, VIC и т.д.
- В main бутлоадера настраиваю всю необходимую мне переферию (PIT, PIO, USB и т.д.).
- Перехожу в основной цикл прораммы в котором ожидаю команды с usb-терминала.
- Если приходит команда прошивки flash - прошиваю нужную страницу памяти в секции приложения.
- Если приходит команда запуска приложения - вызываю main приложения (это если можно не вставлять startup и LowLevelInit()) или прыгаю на адрес с которого начинается основная программа.

Спасибо всем кто ответит.

P.S. Также буду благодарен ссылкам на какие-либо проекты бутлоадеров для sam7s.
P.P.S. С сайта atmel скачал какойто проект но он для ARM9 и довольно запутанный и непонятный...

Сообщение отредактировал mempfis_ - Jul 29 2010, 08:31

[aaarrr]

1. Правильно ли я понимаю что для ARM бутлоадер это обычная программа (в отличии от AVR) которая может начинаться с какого угодно адреса?
3. Если п.1 верный то где во flash лучше располагать бутлоадер (в начале или в конце)?

Обычно процессор все-таки стартует с загрузчика, поэтому в начале.

2. Чтобы иметь возможность прошить flash собственно подпрограммы прошивки flash должны находится в оперативной памяти?

Да.

4. Как быть со стартапом приложения? Если я в бутлоадере инициализирую стеки, тактовый генератор и т.д. то можно ли исключить стартап из приложения и просто вызвать main? Или лучше произвести сброс переферии и вызвать приложение со стартапом?

Ну уж стеки точно стоит инициализировать заново, а с периферией смотрите сами, как удобнее.

5. Достаточно ли будет выделить в flash сегмент и размещать в нём основную программу или в startup и LowLevelInit() нужно будет както дополнительно учитывать что в МК живёт ещё и бутлоадер?

Зависит от п.4

Теперь мои соображения по поводу бутлоадера - поправте если гдето буду не прав:

В общем-то все правильно, только почему у загрузчика нет никакой самостоятельности в плане запуска программы?

В моем варианте загрузчик действовал по такому алгоритму:
1. Проверка состояния внешнего пина, если имеется нужный уровень - переходим к п.4
2. Проверка наличия сигнатуры по определенному адресу RAM, при совпадении переходим к п.4
3. Проверка CRC имеющейся во флеш программы, если все в порядке - запускаем ее на исполнение
4. Ждем загрузку

[mempfis_]

Спасибо за быстрый ответ.
В целом начинает проясняться стуктура проекта.

Не могли-бы Вы поянить вот эту фразу:

Ну уж стеки точно стоит инициализировать заново

Обозначает ли это то что я должен компилировать приложение с подключённым стартапом и вызывать приложение из бутлоадера не с ф-ии main а начиная с начала секции приложения?

В общем-то все правильно, только почему у загрузчика нет никакой самостоятельности в плане запуска программы?

Это для отладки запуск приложения по командам с терминала. А вообще предполагается проверка CRC секции приложения и если там всё ОК то автоматический запуск приложения.

[aaarrr]

Обозначает ли это то что я должен компилировать приложение с подключённым стартапом и вызывать приложение из бутлоадера не с ф-ии main а начиная с начала секции приложения?

У приложения в любом случае должна быть точка входа, и эта точка будет не main. Помимо стеков есть еще копирование секций, инициализация переменных и ZI, и все это происходит до main. Так что стартап, хоть и в сокращенном виде, но должен присутствовать.

Кроме того, еще надо отдельно определиться с векторами и ремапом, т.к. тут возможны варианты.

[mempfis_]

Помимо стеков есть еще копирование секций, инициализация переменных и ZI, и все это происходит до main. Так что стартап, хоть и в сокращенном виде, но должен присутствовать.

С этим понятно - вставлю startup

Кроме того, еще надо отдельно определиться с векторами и ремапом, т.к. тут возможны варианты.

Вот тут мне не всё понятно но спрашивать буду когда дойдёт до этого дело.
Спасибо за консультации. Займусь общей организацией проекта

[mempfis_]

Дошёл до того момента когда бутлоадер вот-вот уже будет реализован в первом приближении.
Встал вопрос о создании файла тестовой прошивки приложения для проверки работоспособности бутлоадера.

Появились вот какие вопросы:

1. Как заставить IAR 5.41 разместить код программы с адреса отличного от 0x100000?
Для своего процессора (sam7s64) использую приведённый ниже файл flash.icf
Павильно ли я понял что поменяв начальный и конечный адреса в выделенных жирным строках я чётко дам понять линкеру что код во flash надо размещать в этом диапазоне адресов? Достаточно ли будет этого чтобы сместить весь код приложения за область бутлоадера? Или нужно будет менять ещё какието параметры в этом файле?

CODE

/*###ICF### Section handled by ICF editor, don't touch! ****/
/*-Editor annotation file-*/
/* IcfEditorFile="$TOOLKIT_DIR$\config\ide\IcfEditor\a_v1_0.xml" */
/*-Memory Regions-*/
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_start__ = 0x100000;
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_end__ = 0x10FFFF;
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_start__ = 0x200000;
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_end__ = 0x203FFF;
/*-Sizes-*/
define symbol __ICFEDIT_size_startup__ = 0x100;
define symbol __ICFEDIT_size_vectors__ = 0x100;
define symbol __ICFEDIT_size_cstack__ = 0x1000;
define symbol __ICFEDIT_size_sysstack__ = 0x60;
define symbol __ICFEDIT_size_irqstack__ = 0x60;
define symbol __ICFEDIT_size_heap__ = 0x0;
/*-Exports-*/
export symbol __ICFEDIT_region_ROM_start__;
export symbol __ICFEDIT_region_ROM_end__;
export symbol __ICFEDIT_region_RAM_start__;
export symbol __ICFEDIT_region_RAM_end__;
export symbol __ICFEDIT_size_startup__;
export symbol __ICFEDIT_size_vectors__;
export symbol __ICFEDIT_size_cstack__;
export symbol __ICFEDIT_size_sysstack__;
export symbol __ICFEDIT_size_irqstack__;
export symbol __ICFEDIT_size_heap__;
/**** End of ICF editor section. ###ICF###*/

define memory mem with size = 4G;
define region STA_region = mem:[from __ICFEDIT_region_ROM_start__ size __ICFEDIT_size_startup__];
define region ROM_region = mem:[from __ICFEDIT_region_ROM_start__+__ICFEDIT_size_startup__ to __ICFEDIT_region_ROM_end__];
define region VEC_region = mem:[from __ICFEDIT_region_RAM_start__ size __ICFEDIT_size_vectors__];
define region RAM_region = mem:[from __ICFEDIT_region_RAM_start__+__ICFEDIT_size_vectors__ to __ICFEDIT_region_RAM_end__];

define block CSTACK with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_cstack__ { };
define block SYS_STACK with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_sysstack__ { };
define block IRQ_STACK with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_irqstack__ { };
define block HEAP with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_heap__ { };

initialize by copy { readwrite };
initialize by copy { section .vectors };
do not initialize { section .noinit };

place in STA_region { section .cstartup };
place in ROM_region { readonly };
place in VEC_region { section .vectors };
place in RAM_region { readwrite, block IRQ_STACK, block SYS_STACK, block CSTACK, block HEAP };

2. Вопрос по стартапу.
Привожу стартап который я подключаю к проекту для бутлоадера (точнее для всех моих программ что стартуют с адреса во flash 0x100000).
Вопрос к знающим нужно ли в нём чтото менять чтобы использовать его для подключения к проекту который будет стартовать не с адреса 0x100000?
Сам я визуально ничего такого в нём не вижу поэтому надеюсь на помощь бывалых

CODE

/*
IAR startup file for AT91SAM7S microcontrollers.
*/

MODULE ?cstartup

;; Forward declaration of sections.
SECTION IRQ_STACK:DATA:NOROOT(2)
SECTION CSTACK:DATA:NOROOT(3)

//------------------------------------------------------------------------------
// Headers
//------------------------------------------------------------------------------

#define __ASSEMBLY__
#include "board.h"

//------------------------------------------------------------------------------
// Definitions
//------------------------------------------------------------------------------

#define ARM_MODE_ABT 0x17
#define ARM_MODE_FIQ 0x11
#define ARM_MODE_IRQ 0x12
#define ARM_MODE_SVC 0x13
#define ARM_MODE_SYS 0x1F

#define I_BIT 0x80
#define F_BIT 0x40

//------------------------------------------------------------------------------
// Startup routine
//------------------------------------------------------------------------------

/*
Exception vectors
*/
SECTION .vectors:CODE:NOROOT(2)

PUBLIC resetVector
PUBLIC irqHandler

EXTERN Undefined_Handler
EXTERN SWI_Handler
EXTERN Prefetch_Handler
EXTERN Abort_Handler
EXTERN FIQ_Handler

ARM

__iar_init$$done: ; The interrupt vector is not needed
; until after copy initialization is done

resetVector:
; All default exception handlers (except reset) are
; defined as weak symbol definitions.
; If a handler is defined by the application it will take precedence.
LDR pc, =resetHandler ; Reset
LDR pc, Undefined_Addr ; Undefined instructions
LDR pc, SWI_Addr ; Software interrupt (SWI/SYS)
LDR pc, Prefetch_Addr ; Prefetch abort
LDR pc, Abort_Addr ; Data abort
B . ; RESERVED
LDR pc, =irqHandler ; IRQ
LDR pc, FIQ_Addr ; FIQ

Undefined_Addr: DCD Undefined_Handler
SWI_Addr: DCD SWI_Handler
Prefetch_Addr: DCD Prefetch_Handler
Abort_Addr: DCD Abort_Handler
FIQ_Addr: DCD FIQ_Handler

/*
Handles incoming interrupt requests by branching to the corresponding
handler, as defined in the AIC. Supports interrupt nesting.
*/
irqHandler:
/* Save interrupt context on the stack to allow nesting */
SUB lr, lr, #4
STMFD sp!, {lr}
MRS lr, SPSR
STMFD sp!, {r0, lr}

/* Write in the IVR to support Protect Mode */
LDR lr, =AT91C_BASE_AIC
LDR r0, [r14, #AIC_IVR]
STR lr, [r14, #AIC_IVR]

/* Branch to interrupt handler in Supervisor mode */
MSR CPSR_c, #ARM_MODE_SYS
STMFD sp!, {r1-r3, r4, r12, lr}
MOV lr, pc
BX r0
LDMIA sp!, {r1-r3, r4, r12, lr}
MSR CPSR_c, #ARM_MODE_IRQ | I_BIT

/* Acknowledge interrupt */
LDR lr, =AT91C_BASE_AIC
STR lr, [r14, #AIC_EOICR]

/* Restore interrupt context and branch back to calling code */
LDMIA sp!, {r0, lr}
MSR SPSR_cxsf, lr
LDMIA sp!, {pc}^


/*
After a reset, execution starts here, the mode is ARM, supervisor
with interrupts disabled.
Initializes the chip and branches to the main() function.
*/
SECTION .cstartup:CODE:NOROOT(2)

PUBLIC resetHandler
EXTERN LowLevelInit
EXTERN ?main
REQUIRE resetVector
ARM

resetHandler:

/* Set pc to actual code location (i.e. not in remap zone) */
LDR pc, =label

/* Perform low-level initialization of the chip using LowLevelInit() */
label:
LDR r0, =LowLevelInit
LDR r4, =SFE(CSTACK)
MOV sp, r4
MOV lr, pc
BX r0

/* Set up the interrupt stack pointer. */
MSR cpsr_c, #ARM_MODE_IRQ | I_BIT | F_BIT ; Change the mode
LDR sp, =SFE(IRQ_STACK)

/* Set up the SYS stack pointer. */
MSR cpsr_c, #ARM_MODE_SYS | F_BIT ; Change the mode
LDR sp, =SFE(CSTACK)

/* Branch to main() */
LDR r0, =?main
MOV lr, pc
BX r0

/* Loop indefinitely when program is finished */
loop4:
B loop4

END

Сообщение отредактировал mempfis_ - Aug 12 2010, 08:05

[aaarrr]

Достаточно ли будет этого чтобы сместить весь код приложения за область бутлоадера? Или нужно будет менять ещё какието параметры в этом файле?

На первый взгляд достаточно.

Вопрос к знающим нужно ли в нём чтото менять чтобы использовать его для подключения к проекту который будет стартовать не с адреса 0x100000?

Да в общем-то ничего не надо. Разве что это можно убрать:

Код

        /* Set pc to actual code location (i.e. not in remap zone) */
        LDR     pc, =label

Только проверьте, правильно ли выполняется remap в LowLevelInit (проверяется ли текущее состояние перед переключением).