基于STM32G4芯片不同程序区的跳转话题

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在STM32应用中经常会需要基于用户程序的做代码更新、升级，即In Applicaton Programming,简称IAP。这个过程往往需要程序从不同执行区做跳转，最常见的自然是从启动区跳往应用程序区，即从BOOT区跳往APP区。这个跳转过程中，经常有人遇到跳转失败的问题。虽是个老话题，但关于这方面的问题咨询可谓经久不息。我这里以STM32G4系列芯片及开发板做下相关实验，分享些应用提醒，以供参考。

为了保证在跳转过程不出异常，主要注意两点：

第一点，即将跳转到程序区的内存地址、中断矢量表地址要配置正确。在STM32库例程里，中断矢量表地址的修改一般采用基地址加偏移量的代码写法。

第二点，也是非常重要的一点。在做跳转前，做好准备工作。执行跳转前，当前程序区不能存在尚未处理的中断请求，要对开启过的中断使能全面地逐个清零关闭，切不可简单地只是调用一个所谓关总中断函数的做法，即调用  __disable_irq()函数。该函数只是临时关闭中断响应，不会阻止中断事件的发生及相应中断标志的生成。这个做法用在这里极不可取，隐患很多。

一般来讲，自己开启了哪些中断大致是清楚的。对于STM32用户来讲，如果基于CubeMx创建工程，SYSTICK定时器中断默认开启，担当Cube库函数的滴答时基，很多延时相关都使用到它。我们在做跳转前，记得将其计数器停掉或关闭它的中断请求能力。使用下面三句的任意一句都可以令其丧失中断请求能力【下面是基于STM32库函数的代码写法】：

SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;

SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

SysTick->LOAD = 0 ;

我这里以STM32G474芯片为蓝本，划分三个区，分别称之为BOOT区、APP1区、APP2区。三个区代码内容基本一样，用到外设完全一样，主要是UART2、TIM1。基于TIM1周期性事件通过USART向串口终端提示当前程序运行区间。



程序在3个区间按下面示意图来回跳转执行，永不停息。



经过简单的编程即可达到上面目的。下图是串口助手显示的输出结果的部分截图。



这里实际上有3个工程，每个工程做跳转时跳转地址不一样。这里不妨以从BOOT区跳往AAP1区为例，看看跳转前做的哪些准备工作。



跳转前的准备工作如果像上面那样，多数情况下跳转是没有啥问题的。不过，这还不能保证跳转总成功,是否成功跟具体应用场景有关。因此，我们强烈建议针对使用过的外设做复位操作，这就比较保险了。毕竟前面的准备工作，侧重跳转过程中避免产生中断事件或停止外设的运行，但不能保证跳转过程中不会出现一些不确定的状态。所以，建议跳转前对开启过的外设做复位，让他们彻底静默下来，待到新的程序执行区根据实际情况再行初始化。

从main()函数开始的地方不难看到，目前开启的外设主要是下面几个。



我们在跳转前的准备工作里加上针对上面外设复位的操作，见下面橙色方框内代码，分别针对TIM1、USART2和相关GPIO外设做了强制复位。



显然，如果之前开启的外设较多的话，这样一个个添加强制初始化代码也挺啰嗦的。这里再推荐一个等效做法。在STM32 HAL库有一个专门用来对所有外设进行复位的函数，它就是HAL_Deinit()。下面是其函数体的具体内容。



这些复位操作将让相应总线上的外设得以强制复位。这样一来，我们就可以将前面跳转前的那一堆逐个针对ST外设的操作代码改成HAL_DeInit()这一句即可。经实际验证也是可行的。参考下面代码的写法，代码一下变得精简、清爽很多。



最后补充两点，上面实验代码中从APP2区跳回BOOT区，通过调用系统复位函数也是可行的。另外，上面内容不完全适用于STM32F0系列。

好，关于程序在不同代码区跳转执行的话题就聊到这里，下次再聊！