引导加载程序（Bootloader） ========================== :link_to_translation:`en:[English]` 引导加载程序（Bootloader）主要执行以下任务： 1. 内部模块的最小化初始配置； 2. 根据分区表和 ota_data（如果存在）选择需要引导的应用程序（app）分区； 3. 将此应用程序映像加载到 RAM（IRAM 和 DRAM）中，最后把控制权转交给应用程序。 引导加载程序位于 Flash 的 `0x1000` 偏移地址处。 .. _bootloader-compatibility: 引导加载程序兼容性 ------------------- 建议使用最新发布的 :doc:`ESP-IDF 版本 `。OTA（空中升级）更新可以在现场烧录新的应用程序，但不能烧录一个新的引导加载程序。因此，引导加载程序支持引导从 ESP-IDF 新版本中构建的应用程序。 但不支持引导从 ESP-IDF 旧版本中构建的程序。如果现有产品可能需要将应用程序降级到旧版本，那么在手动更新 ESP-IDF 时，请继续使用旧版本 ESP-IDF 引导加载程序的二进制文件。 恢复出厂设置 ------------ 用户可以编写一个基本的工作固件，然后将其加载到工厂分区（factory）中。 接下来，通过 OTA（空中升级）更新固件，更新后的固件会被保存到某个 OTA app 分区中，OTA 数据分区也会做相应更新以指示从该分区引导应用程序。 如果你希望回滚到出厂固件并清除设置，则需要设置 :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_FACTORY_RESET`。出厂重置机制允许将设备重置为出厂模式： - 清除一个或多个数据分区。 - 从工厂分区启动。 :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_DATA_FACTORY_RESET` - 允许用户选择在恢复出厂设置时需要擦除的数据分区。可以通过逗号来分隔多个分区的名字，并适当增加空格以便阅读（例如 "nvs, phy_init, nvs_custom, ..."）。请确保此处指定的名称和分区表中的名称相同，且不含有 “app” 类型的分区。 :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_OTA_DATA_ERASE` - 恢复出厂模式后，设备会从工厂分区启动，OTA 数据分区会被清除。 :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_NUM_PIN_FACTORY_RESET`- 设置用于触发出厂重置的 GPIO 编号，必须在芯片复位时将此 GPIO 拉低才能触发出厂重置事件。 :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_HOLD_TIME_GPIO`- 设置进入重置或测试模式所需要的保持时间（默认为 5 秒）。设备复位后，GPIO 必须在这段时间内持续保持低电平，然后才会执行出厂重置或引导测试分区。 示例分区表如下:: # Name, Type, SubType, Offset, Size, Flags # 注意，如果你增大了引导加载程序的大小，请确保更新偏移量，避免和其它分区发生重叠 nvs, data, nvs, 0x9000, 0x4000 otadata, data, ota, 0xd000, 0x2000 phy_init, data, phy, 0xf000, 0x1000 factory, 0, 0, 0x10000, 1M test, 0, test, , 512K ota_0, 0, ota_0, , 512K ota_1, 0, ota_1, , 512K .. _bootloader_boot_from_test_firmware: 从测试应用程序分区启动 ------------------------ 用户可以编写特殊固件用于生产环境中测试，然后在需要的时候运行。此时需要在分区表中专门申请一块分区用于保存该测试固件（详情请参阅 :doc:`分区表 `）。如果想要触发测试固件，还需要设置 :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_APP_TEST`。 :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_NUM_PIN_APP_TEST` - 设置引导测试分区的 GPIO 管脚编号，该 GPIO 会被配置为输入模式，并且会使能内部上拉电阻。若想触发测试固件，该 GPIO 必须在芯片复位时拉低。设备重启时如果该 GPIO 没有被激活（即处于高电平状态），那么会加载常规配置的应用程序（可能位于工厂分区或者 OTA 分区）。 :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_HOLD_TIME_GPIO` - 设置进入重置或测试模式所需要的保持时间（默认为 5 秒）。设备复位后，GPIO 必须在这段时间内持续保持低电平，然后才会执行出厂重置或引导测试分区。 .. _bootloader-size: Bootloader Size --------------- {IDF_TARGET_DEFAULT_MAX_BOOTLOADER_SIZE:default = "0x8000 (32768)", esp32 = "0x7000 (28672)", esp32s2 = "0x7000 (28672)"} {IDF_TARGET_MAX_BOOTLOADER_SIZE:default = "64KB (0x10000 bytes)", esp32 = "48KB (0xC000 bytes)"} {IDF_TARGET_MAX_PARTITION_TABLE_OFFSET:default = "0x12000", esp32 = "0xE000"} .. Above is calculated as 0x1000 at start of flash + IDF_TARGET_MAX_BOOTLOADER_SIZE + 0x1000 signature sector When enabling additional bootloader functions, including :doc:`/security/flash-encryption` or Secure Boot, and especially if setting a high :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_LOG_LEVEL` level, then it is important to monitor the bootloader .bin file's size. When using the default :ref:`CONFIG_PARTITION_TABLE_OFFSET` value 0x8000, the size limit is {IDF_TARGET_DEFAULT_MAX_BOOTLOADER_SIZE} bytes. If the bootloader binary is too large, then the bootloader build will fail with an error "Bootloader binary size [..] is too large for partition table offset". If the bootloader binary is flashed anyhow then the {IDF_TARGET_NAME} will fail to boot - errors will be logged about either invalid partition table or invalid bootloader checksum. .. note:: The bootloader size check only happens in the CMake Build System, when using the legacy GNU Make Build System the size is not checked but the {IDF_TARGET_NAME} will fail to boot if bootloader is too large. Options to work around this are: - Set :ref:`bootloader compiler optimization ` back to "Size" if it has been changed from this default value. - Reduce :ref:`bootloader log level `. Setting log level to Warning, Error or None all significantly reduce the final binary size (but may make it harder to debug). - Set :ref:`CONFIG_PARTITION_TABLE_OFFSET` to a higher value than 0x8000, to place the partition table later in the flash. This increases the space available for the bootloader. If the :doc:`partition table ` CSV file contains explicit partition offsets, they will need changing so no partition has an offset lower than ``CONFIG_PARTITION_TABLE_OFFSET + 0x1000``. (This includes the default partition CSV files supplied with ESP-IDF.) When Secure Boot V2 is enabled, there is also an absolute binary size limit of {IDF_TARGET_MAX_BOOTLOADER_SIZE} (excluding the 4KB signature), because the bootloader is first loaded into a fixed size buffer for verification. 从深度睡眠中快速启动 ---------------------- 引导加载程序有 :ref:`CONFIG_BOOTLOADER_SKIP_VALIDATE_IN_DEEP_SLEEP` 选项，可以减少唤醒时间（有利于降低消耗）。当 :ref:`CONFIG_SECURE_BOOT` 选项禁用时，该选项可用。由于无需固件校验，唤醒时间减少。在第一次启动时，引导加载程序将启动的应用程序的地址存储在 RTC FAST 存储器中。而在唤醒过程中，这个地址用于启动而无需任何检查，从而实现了快速加载。 自定义引导程序 -------------- 用户可以重写当前的引导加载程序，具体做法是，复制 `/esp-idf/components/bootloader` 文件夹到项目组件目录中，然后编辑 ``/your_project/components/bootloader/subproject/main/bootloader_start.c`` 文件。 在引导加载程序的代码中，用户不能使用其他组件提供的驱动和函数，如果确实需要，请将该功能的实现部分放在项目的 bootloader 目录中（注意，这会增加引导程序的大小）。 如果引导程序过大，则可能与内存中的分区表重叠，分区表默认烧录在 偏移量 0x8000 处。增加 :ref:`分区表偏移量值 ` ，将分区表放在 flash 中靠后的区域，这样可以增加引导程序的可用空间。 .. note:: 初次将引导程序复制到现有项目中时，由于路径发生了意外变化，项目可能无法构建。对于这种情况，请运行 ``idf.py fullclean`` （或删除项目构建目录），然后重新构建。