隨著電子技術的發展，客戶對嵌入式產品的期望也越來越高，對應的嵌入式產品功能越來越豐富，里面包含的代碼也越來越復雜。很多時候很難把所有功能都實現之后再進行測試驗證，而是階段性的開發對應的功能，然后進行測試驗證。為了能夠升級對應MCU里面包含的Application，越來越多的的嵌入式產品會包含Bootloader進行Application升級：修改之前的Bug和添加新的功能實現。

本文主要介紹IAR Embedded Workbench中的一些相關特性，幫助開發人員進行Bootloader和Application聯合開發和調試。

一個Workspace同時包含Bootloader和Application工程

通常來說，Bootloader和Application需要單獨建立工程，在IAR Embedded Workbench中，可以在一個Workspace里面同時包含Bootloader和Application的工程：

將變量放置到指定的地址

在IAR Embedded Workbench中，開發人員可以很方便的將變量放置到指定的地址：

·#pragma location ·@

在Bootloader和Application中，需要通過共享變量進行交互（比如Bootloader傳給Application的MCU復位原因，Application傳給Bootloader的升級請求等），這些共享變量需要放置到指定的位置。

下面通過一個簡單的例子來說明利用#pragma location和@將變量放置到指定的地址：

/* Shared variables between Bootloader and Application                        */
#pragma location = 0x2001FFF8
static uint32_t UpdateRequest;
//#pragma location = 0x2001FFFC
static uint32_t McuResetReason @0x2001FFFC;

Build之后在生成的map文件中查看，對應的變量會被放置到指定的地址：

UpdateRequest           0x2001'fff8    0x4  Data  Lc  main.o [3]
McuResetReason          0x2001'fffc    0x4  Data  Lc  main.o [3]

聲明變量不初始化

在IAR Embedded Workbench中，開發人員可以很方便的使用關鍵字__no_init將變量聲明為不初始化。

在Bootloader和Application中，有些變量是不能進行初始化的，比如Bootloader傳給Application的MCU復位原因變量不能在Application中初始化，而Application傳給Bootloader的升級請求變量不能在Bootloader中初始化。

下面是在Bootloader中聲明Application傳給Bootloader的升級請求變量UpdateRequest不初始化：

/* Shared variables between Bootloader and Application                        */
#pragma location = 0x2001FFF8
__no_init static uint32_t UpdateRequest;
//#pragma location = 0x2001FFFC
static uint32_t McuResetReason @0x2001FFFC;

Build之后在生成的map文件中查看，對應的變量類型是uninit

Absolute sections, part 1 of 2:               0x4
  .noinit            uninit   0x2001'fff8     0x4  main.o [3]
                            - 0x2001'fffc     0x4
Absolute sections, part 2 of 2:               0x4
  .bss               zero     0x2001'fffc     0x4  main.o [3]
                            - 0x2002'0000     0x4

在Bootloader跳轉到Application之前，需要計算Application對應的校驗碼并和之前存取在Application的校驗碼進行比較，確保Application是完整的。

在IAR Embedded Workbench中內嵌了ielftool，可以在Link的時候生成對應代碼區域的校驗碼并存儲在指定的地址：

在Application ICF中把計算出的checksum放到對應的地址：

place at address mem: 0x080FFFFC { section .checksum };

在Bootloader ICF中定義（define）并導出（exported）Application Checksum計算相關的信息：開始地址，結束地址以及存放對應checksum的地址：

define symbol __ICFEDIT_region_FLASH_start__  = 0x08000000;
define symbol __ICFEDIT_region_FLASH_end__    = 0x08003FFF;
define exported symbol APPROM_start           = 0x08004000;
define exported symbol CHECKSUM_start         = 0x08004000;
define exported symbol CHECKSUM_end           = 0x080FFFFB;
define exported symbol CHECKSUM_address       = 0x080FFFFC;
define symbol APPROM_end                      = 0x080FFFFF;

在Bootloader 程序中計算對應Application的checksum并和之前存放的checksum進行比較：

extern uint32_t CHECKSUM_start;
extern uint32_t CHECKSUM_end;
extern uint32_t CHECKSUM_address;
/* Resets the CRC calculation unit */
CRC->CR = 0x01;
/* Calculate the code flash checksum using CRC calculation unit */
CrcValue = HAL_CRC_Accumulate(&hcrc, (uint32_t *)&CHECKSUM_start,
           (((uint32_t)&CHECKSUM_end - (uint32_t)&CHECKSUM_start + 1u)/4u));  
  
/* Compare the calculated checksum with the previously stored checksum */
/* Only jump to Applicstion when the checksum is the same              */
if(*((uint32_t *)&CHECKSUM_address) == CrcValue)

單獨調試Application

在IAR Embedded Workbench中調試時，下載完成之后調試器會把PC設置為對應應用程序的起始地址（軟復位），這樣可以在沒有Bootloader的情況下，單獨調試Application。

注意：需要在Application初始化的時候把中斷向量重定向到Application的中斷向量表。

聯合調試Bootloader和Application

在開發Bootloader和Application時，最后需要聯合調試，確保程序可以在Bootloader和Application正常跳轉。

IAR Embedded Workbench提供非常方便的功能幫助開發人員聯合調試Bootloader和Application。

通常來說Bootloader和Application的代碼放置到不同的Flash區域，可以單獨下載（下載Bootloader的時候不會影響Application，同理，下載Application的時候不會影響Bootloader）。當然，也可以一起下載。可以讓Linker在Bootloader中包含Application，或者Application中包含Bootloader（注意，不能同時，否則會重復包含）。

下面以Application中包含Bootloader為例。在Project > Options > Linker > Input中輸入BOOT，并選擇對應的Bootloader.bin文件：

在Application的ICF文件中，把Bootloader放到對應的Flash區域：

define exported symbol boot_vector = 0x08000000;
place at address mem: boot_vector { readonly section .BOOT };

這樣Bootloader就會包含在Application中：

  Section            Kind         Address    Size  Object
  -------            ----         -------    ----  ------
"A2":                                      0x18b8
  .BOOT              const     0x800'0000  0x18b8  Bootloader.bin [1]
                             - 0x800'18b8  0x18b8
"A0":                                       0x188
  .intvec            ro code   0x800'4000   0x188  startup_stm32f405xx.o [3]
                             - 0x800'4188   0x188
"P1":                                      0x78fc
  .text              ro code   0x800'4188   0xf12  xprintffull_nomb.o [7]
  .text              ro code   0x800'509a    0x2a  copy_init3.o [9]
  .text              ro code   0x800'50c4    0x16  strchr.o [9]
  .text              ro code   0x800'50dc    0x40  xfail_s.o [7]
  .text              ro code   0x800'511c    0x36  strlen.o [9]
  .text              ro code   0x800'5154    0x58  memchr.o [9]

調試時，可以在Bootloader工程中加載Application的調試信息，也可以在Application工程中加載Bootloader的調試信息，從而實現Bootloader和Application聯合調試。

下面以Application工程師中包含Bootloader調試為例。在Project > Options > Debugger > Images中勾選“Download extra image”和“Debug info only”，并選擇對應的Bootloader.out文件：

同時由于Bootloader和Application都包含__vector_table，需要在Project > Options > Debugger > Extra Option中輸入對應的命令：--drv_vector_table_base=0x08000000（0x08000000是Bootloader的__vector_table地址）。這樣調試時調試器會使用Bootloader的__vector_table：

注意：不要勾選Project > Options > Debugger > Setup中的Run to main選項，這樣調試的時候，下載完成之后調試器會讓程序停在對應的入口地址，而不是main函數：

這樣調試的時候，調試器會指向Bootloader的入口地址，通過View > Images打開對應的Images窗口，里面會顯示Bootloader和Application的調試信息：

總結

本文主要介紹了IAR Embedded Workbench中的一些相關特性，幫助開發人員進行Bootloader和Application聯合開發和調試。