mcu_boot_demo

GD32F30x 上的 Boot + App 启动/重定位示例工程。当前重点是实现：

• App 单 bin 可在任意 Flash 地址运行（例如 0x08007800、0x0800A000）。
• Boot 只做最小必要的移交（向量表 RAM shadow + 跳转上下文）。
• App 在 Reset 阶段自行完成 .data/.bss 初始化和 RAM 目标重定位。

目录结构

• application/：Boot 工程（含跳转、重定位准备、升级入口）。
• test_app/：App 工程（PIE/PIC，支持任意 Flash 地址运行）。
• scripts/：签名、烧录、PIC 重定位检查脚本。
• linker_scripts/：Boot 链接脚本。

当前内存/分区约定

定义见 application/boot/boot_port.h：

• Flash 基址：0x08000000，总大小 256KB
• Boot 区：0x08000000 ~ 0x080077FF（0x7800，30KB）
• Slot0（primary）：0x08007800，大小 0x1B800
• Slot1（secondary）：0x08023000，大小 0x1B800
• Scratch：0x0803E800，大小 0x800
• Param（持久参数区）：0x0803F000，大小 0x1000

Boot/App 共享 RAM 约定：

• App VTOR shadow：0x2000BE00，大小 0x200
• 约定文件：application/boot/boot_port.h 与 test_app/app/link.ld

启动链路（当前实现）

1) Boot 侧（JumpToApplication + app_prepare_exec）

关键文件：

• application/main.c
• application/app_reloc.c

Boot 做的事情：

• 关闭中断、清理部分外设状态。
• 解析 App 的 __app_reloc_info 头。
• 校验 .rel.dyn（仅允许白名单内 Flash 目标：向量表范围 + Reset 启动窗口）。
• 计算运行时 delta，得到正确的 Reset_Handler 入口地址。
• 设置 MSP 后通过 AppEntry(0, 0) 跳转到 App Reset_Handler。

Boot 不再做的事情：

• 不再在 Boot 里搬运/修正 App 向量表并设置 VTOR
• 不再在 Boot 里设置 r9(pic_base)
• 不再在 Boot 里拷贝 App .data
• 不再在 Boot 里清 App .bss
• 不在 Boot 里执行 RAM 目标重定位

2) App 侧（Reset 阶段）

关键文件：

• test_app/app/startup_gd32f30x_hd.s
• test_app/app/app_runtime_reloc.c
• test_app/app/link.ld

App 在 Reset 中完成：

• 自行计算运行时 delta。
• 自行拷贝并修正向量表到 0x2000BE00，然后设置 VTOR。
• 自行设置 r9(pic_base)。
• 使用 _sidata + delta 拷贝 .data 到 RAM。
• 清零 .bss。
• 调用 app_runtime_relocate_from_reset(__app_reloc_info + delta, delta)，对 RAM 目标的 R_ARM_RELATIVE 做修正。

PIC/PIE 构建要求（App）

test_app/.eide/eide.yml 当前关键选项：

• C/C++：-fPIC -msingle-pic-base -mpic-register=r9 -mno-pic-data-is-text-relative
• Link：-pie

链接脚本 test_app/app/link.ld 中，以下内容已放到 RAM（.data）以减少 Flash 目标重定位风险：

• .data.rel.ro*
• FSymTab / VSymTab
• .rti_fn*

常用命令（MSH）

Boot 工程中可用：

• run_app [addr]
  • 不带参数默认跳 0x08007800
  • 示例：run_app 0x0800a000
• boot
  • 调用 mcuboot_start()，按 MCUboot 选槽策略启动
• boot_state：查看回滚状态
• boot_set_trial <0|1>：设置试运行槽位（armed）
• boot_set_active <0|1>：强制设置稳定槽位并清 trial
• boot_param_reset：重置回滚状态为默认值（slot0 confirmed）
• app_diag / app_diag_clr：查看/清除启动诊断标记
• reset_flags：查看复位来源标志
• say_hello

App 工程中可用：

• cat_slot：查看当前运行槽位
• app_confirm：确认当前槽位为健康版本（自定义 BOOT_PARAM 标记，可选）

构建与烧录

建议用 EIDE 分别构建：

1. Boot：工程根目录
2. App：test_app/

可用脚本：

• scripts/flash.sh：默认将 bin 烧录到 0x08023000（secondary）
• scripts/imgtool.sh：示例签名脚本（按你的实际输入 bin 路径调整）
• scripts/check_pic_reloc.py：链接后检查非法 Flash 重定位目标

示例（PIC 检查）：

python3 scripts/check_pic_reloc.py \
  --elf test_app/build/Debug/test_app.elf \
  --allow-flash-reloc 0x08000000:0x08000130

MCUboot 当前状态

配置位于 application/boot/mcuboot_config/mcuboot_config.h，当前为：

• MCUBOOT_DIRECT_XIP = 1
• MCUBOOT_IMAGE_NUMBER = 1
• MCUBOOT_VALIDATE_PRIMARY_SLOT = 1

说明：

• 未启用 MCUBOOT_DIRECT_XIP_REVERT。
• 看门狗驱动位于 Drivers/bsp/fwdg.c。
• 自定义回滚状态机位于 application/main.c（BOOT_PARAM 持久化在 0x0803F000）。

注意：application/main.c 上电后先进入约 3 秒窗口，再按 BOOT_PARAM 决策自动跳转； 也可在窗口内手动执行 boot / run_app。

回滚策略建议（不在 App 引入 MCUboot API）

当前实现（已落地）：

• boot_set_trial <slot> 将升级槽标记为 trial（confirmed=0）
• 主循环状态机在 main.c 决策启动：
  • 若检测到 WDG 复位且上次启动的是 trial 槽，则自动回滚到 active_slot
  • 否则优先启动 trial 槽，并递增 trial_boot_count
• App 启动后执行 app_confirm（模板中默认自动调用）：
  • 写 active_slot=current_slot
  • 清 trial_slot
  • 置 confirmed=1
• App 主循环喂狗；若 App 卡死不喂狗，触发 WDG 复位后下次 Boot 回滚

调试提示

• 观察 run_app / [app_reloc] 日志可快速判断卡在哪个阶段。
• APP_DIAG_MARK_ADDR 目前使用 0x2000BF80（Boot 与 App 启动路径都会写入标记）。
• 遇到“能跑但 data 异常”优先检查：
  • App 是否确实从 Reset_Handler 进入（非直接跳 main）
  • .data LMA 拷贝是否加了 delta
  • .rel.dyn 是否仍有非白名单 Flash 目标