前面介紹了MCUboot的基礎(chǔ)知識，您可通過上方鏈接回顧歷史文章，上次介紹了Swap模式，本次著重介紹利用Swap模式實(shí)現(xiàn)代碼回滾操作。在某些應(yīng)用場景中，可能新版本的Firmware存在bug而需要返回至上一次的固件。

可以利用本文描述的這種方式實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)。燒寫在Secondary Slot中的Image有一次運(yùn)行的機(jī)會(huì)，即上電后在Bootloader控制下完成一次Swap操作，Secondary Slot中的高版本代碼被交換到Primary Slot中執(zhí)行，在執(zhí)行的過程中，根據(jù)某個(gè)函數(shù)的返回結(jié)果，在Trailer中對目標(biāo)地址進(jìn)行置位。

本文以RA4M2 512K Code Flash產(chǎn)品為例，使用Flat mode（不啟用TrustZone）說明Swap模式進(jìn)行升級時(shí)的注意事項(xiàng)。

首先回顧一下Swap模式升級的流程。

MCUboot Swap模式圖解

從代碼框架來看，整體劃分為三部分，Bootloader，Primary Slot（保存了低版本的User Application v1.0）和Secondary Slot（保存了待更新的高版本User Application v2.0）。

初始狀態(tài)下，芯片中燒錄了Bootloader和Primary Slot，代碼從Bootloader處啟動(dòng)，跳轉(zhuǎn)至Primary Slot中的User Application v1.0。在User Application v1.0運(yùn)行過程中，接收來自外部的更高版本Firmware v2.0，并燒寫到Secondary Slot中，燒寫完成后，執(zhí)行軟件復(fù)位Software reset，代碼重新從Bootloader開始運(yùn)行。此時(shí)Bootloader判斷Secondary Slot中有待更新的Image，檢查其完整性等，校驗(yàn)通過后，將Secondary Slot中的內(nèi)容和Primary Slot中的內(nèi)容交換（利用Scratch area作為暫存區(qū)域）。然后跳轉(zhuǎn)到Primary Slot中執(zhí)行。比較升級操作的初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)，發(fā)現(xiàn)Primary Slot中運(yùn)行的代碼從低版本的v1.0變?yōu)楦甙姹镜膙2.0。

假如以當(dāng)前升級操作的最后一個(gè)階段為新的起點(diǎn)，下次軟件復(fù)位后（以及之后的每次軟件復(fù)位），Bootloader會(huì)根據(jù)Trailer中的內(nèi)容判斷，不需要重新執(zhí)行swap操作了。

本次我們更改Bootloader的設(shè)定，如下所示，將兩種Image分別燒寫進(jìn)Secondary Slot中，檢查升級的結(jié)果。

燒寫到Secondary Slot中的代碼版本均為v1.1.0，但是代碼有區(qū)別。

第一種代碼閃爍兩個(gè)LED（藍(lán)色和紅色），代碼中會(huì)調(diào)用boot_set_confirmed()函數(shù)

第二種代碼閃爍一個(gè)LED（藍(lán)色），代碼中并不調(diào)用boot_set_confirmed()函數(shù)

基于同樣的Bootloader和Primary Slot Application v1.0.0代碼，在Secondary Slot中燒寫兩種代碼，檢查升級后的狀態(tài)。

1修改Bootloader MCUboot選項(xiàng)

基于上次Swap模式的基礎(chǔ)工程，修改其中的關(guān)鍵配置Signing and Encryption Options → Custom，從--confirm更新為--pad，其他保持不變。

FSP中MCUboot Signing and Encryption Options屬性--pad

2創(chuàng)建第一種Application Project

創(chuàng)建一個(gè)Blinky Project，命名為ra4m2_app_v1，采用默認(rèn)的Blinky模板，使得EK-RA4M2上的三個(gè)LED閃爍。

依次添加Build Variables → BootloaderDataFile，Environment Variable中設(shè)定MCUBOOT_IMAGE_SIGN_KEY和MCUBOOT_IMAGE_VERSION （設(shè)定為v1.0.0）。

導(dǎo)入ra4m2_app_v1且重命名為ra4m2_app_v2，從默認(rèn)的閃爍三個(gè)LED改為兩個(gè)LED。

依次添加Build Variables → BootloaderDataFile，Environment Variable中設(shè)定MCUBOOT_IMAGE_SIGN_KEY和MCUBOOT_IMAGE_VERSION （設(shè)定為v1.1.0）。

在FSP → Stack中添加Bootloader → MCUboot Image Utilities

Application Project中添加MCUboot Image Utilities

根據(jù)錯(cuò)誤提示，添加Flash driver，之后修改General屬性，如下圖所示，指向Bootloader所在路徑。

Application Project中添加MCUboot Image Utilities

Build Project，可以看到以“0 errors”提示編譯完成。

對Application Project Build時(shí)輸出的Log

3創(chuàng)建第二種Application Project

導(dǎo)入第二步創(chuàng)建的project，并重命名ra4m2_app_v2_confirmed，從閃爍兩個(gè)LED改為一個(gè)LED。

依次添加Build Variables → BootloaderDataFile，Environment Variable中設(shè)定MCUBOOT_IMAGE_SIGN_KEY和MCUBOOT_IMAGE_VERSION （設(shè)定為v1.2.0）。

在FSP → Stack中添加Bootloader → MCUboot Image Utilities

Application Project中添加MCUboot Image Utilities

根據(jù)錯(cuò)誤提示，添加Flash driver，之后修改General屬性，如下圖所示，指向Bootloader所在路徑。

Application Project中添加MCUboot Image Utilities

在hal_entry.c中增加調(diào)用函數(shù)boot_set_confirmed()函數(shù)。

將光標(biāo)放在hal_entry()函數(shù)入口處，打開Developer Assistant，點(diǎn)選Confirm Primary Image，保持鼠標(biāo)左鍵按下狀態(tài)，拖拽至hal_entry()函數(shù)入口處

在Developer Assistance中找到目標(biāo)函數(shù)

更新后的代碼如下所示。

Application Project調(diào)用boot_set_confirmed()函數(shù)

Build Project，可以看到以“0 errors”提示編譯完成。由于添加了boot_set_confirmed()函數(shù)調(diào)用，因此text段在之前（5108）基礎(chǔ)上有所增加。

對Application Project Confirmed Build時(shí)輸出的Log

4調(diào)試App v1并在Secondary Slot中加載v1.1.0 Image（不調(diào)用boot_set_confirmed()）

調(diào)試ra4m2_app_v1，如之前所示，在Debug Configuration做如下修改。除增加Bootloader對應(yīng)的elf文件下載（Image and Symbols）之外，還需增加ra4m2_app_v2對應(yīng)的Symbols only。

Application Project Debug Configuration Startup選項(xiàng)卡配置

點(diǎn)擊Load Ancillary按鈕，將Application Project Debug文件夾下的***.bin.signed下載到芯片上，注意選擇地址為Primary Slot起始地址0x18000。

將1.0.0版本Image ***.bin.signed文件下載到Primary Slot的起始地址0x18000

點(diǎn)擊Load Ancillary按鈕，將ra4m2_app_v2 Debug文件夾下的***.bin.signed下載到芯片上，注意選擇地址為Secondary Slot起始地址0x48000。

將1.1.0版本Image ***.bin.signed文件下載到Secondary Slot的起始地址0x48000

檢查memory窗口的內(nèi)容，會(huì)發(fā)現(xiàn)初始狀態(tài)如下：

圖 初始狀態(tài)下， Primary Slot保存1.0.0，Secondary Slot保存1.1.0

點(diǎn)擊resume，可以發(fā)現(xiàn)EK-RA4M2上從閃爍三個(gè)LED變?yōu)殚W爍兩個(gè)LED。

首次升級完成后，Primary Slot保存1.1.0，Secondary Slot保存1.0.0

在調(diào)試界面繼續(xù)按下reset，重新運(yùn)行會(huì)發(fā)現(xiàn)EK-RA4M2又回到閃爍三個(gè)LED。如果從升級事件的起始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)看，都是閃爍三個(gè)LED。但是Secondary Slot中的1.1.0代碼得到一次運(yùn)行的機(jī)會(huì)，出現(xiàn)過閃爍兩個(gè)LED的表現(xiàn)，由于沒有調(diào)用函數(shù)boot_set_confirmed()，因此沒有對Trailer進(jìn)行設(shè)定，導(dǎo)致下次Bootloader運(yùn)行時(shí)，又執(zhí)行了一次Swap，最終芯片運(yùn)行的還是v1.0.0版本。

為確認(rèn)這一點(diǎn)，在每次運(yùn)行時(shí)，檢查memory中兩個(gè)slot代碼內(nèi)容即可。

復(fù)位完成后，Primary Slot保存1.0.0，Secondary Slot保存1.1.0

5調(diào)試App v1并在Secondary Slot中加載v1.2.0 Image（調(diào)用boot_set_confirmed()）

調(diào)試ra4m2_app_v1，如之前所示，在Debug Configuration做如下修改。

Application Project Debug Configuration Startup選項(xiàng)卡配置

點(diǎn)擊Load Ancillary按鈕，將Application Project Debug文件夾下的***.bin.signed下載到芯片上，注意選擇地址為Primary Slot起始地址0x18000。

將1.0.0版本Image ***.bin.signed文件下載到Primary Slot的起始地址0x18000

點(diǎn)擊Load Ancillary按鈕，將ra4m2_app_v2_confirmed Debug文件夾下的***.bin.signed下載到芯片上，注意選擇地址為Secondary Slot起始地址0x48000。

將1.2.0版本Image ***.bin.signed文件下載到Secondary Slot的起始地址0x48000

下載完成后，檢查memory窗口，內(nèi)容如下：

初始狀態(tài)下， Primary Slot保存1.0.0，Secondary Slot保存1.2.0

點(diǎn)擊resume，可以發(fā)現(xiàn)EK-RA4M2上從閃爍三個(gè)LED變?yōu)殚W爍一個(gè)LED。在調(diào)試界面繼續(xù)按下reset，會(huì)發(fā)現(xiàn)EK-RA4M2依然保持閃爍一個(gè)LED。

為確認(rèn)這一點(diǎn)，在memory窗口檢查首次升級完成后，Primary Slot中保存了v1.2.0 Image，而Secondary Slot中保存了v1.0.0 Image。即使再經(jīng)過升級操作，也不會(huì)重新swap。根本原因是，Secondary Slot中燒錄的v1.2.0 Image在運(yùn)行的時(shí)候編輯了Trailer中的相關(guān)Flag，使得Bootloader依據(jù)該Flag，判斷無需進(jìn)行Swap。

升級完成后，memory窗口內(nèi)容如下，Primary Slot中保留v1.2.0而Secondary Slot中保留1.0.0。

升級完成后， Primary Slot保存1.2.0，Secondary Slot保存1.0.0

示例代碼中我們僅僅是在secondary slot調(diào)用了boot_set_confirmed()函數(shù)，實(shí)際應(yīng)用中，可以給調(diào)用該函數(shù)附加一些條件，如執(zhí)行某個(gè)運(yùn)算后根據(jù)返回的結(jié)果決定是否調(diào)用函數(shù)，運(yùn)算結(jié)果符合預(yù)期，則調(diào)用函數(shù)使得當(dāng)前Image生效。

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