AVR BootLoader в вопросах и ответах. Часть 2

Почему глобальные переменные не доступны из общих функции?

Так как у вас два совершенно разных двоичных файла, то каждый будет иметь свое собственное распределение памяти. Позиции глобальных переменных в приложении никак не связаны с позициями глобальных переменных в
загрузчике.
Допустим, общая функция загрузчика по ошибке производит чтение и запись в глобальную переменную напрямую.
Когда загрузчик был отлинкован, пространство глобальных переменных по сути было жестко запрограммированно в его исполняемый код. Когда загрузчик исполняется, то его позиция правильная, и все работает нормально. Но когда запускается приложение, которое вызывает те же функции, то жестко заданные позиции глобального пространства уже совсем не те. Создается неправильная ситуация, т.к. когда приложение исполняется, то ее распределение памяти отличается от распределения памяти загрузчика. Таким образом, вы не можете получить непосредственный доступ к глобальным переменным из общих функций без потенциальной угрозы уничтожения данных в приложении.

// In a shared header file
typedef struct {
    uint8_t val1;
    uint16_t val2;
} globals_t;
// The shared function
void func4(globals_t *vars) {
    vars->val1 = 0;
    vars->val2 = 512;
}
// Globally defined in each binary
globals_t g_vars;
// Calling the shared function
call_func4(&g_vars);

Если по каким-то причинам вы не можете передать параметр в общую функцию см. вопрос № 17 ниже.

Может ли приложение использовать IRS встроенный в загрузчик?

На самом деле это проще сделать, чем организовать общие функции, поскольку векторы прерывания по умолчанию уже обеспечивают переход чтобы найти процедуру обработки прерывания (ISR). Достаточно написать и откомпилировать привычным способом в загрузчике ISR  (только без доступа напрямую к глобальным переменным). После этого необходимо в дизассемблированном файле загрузчика найти таблицу прерываний. Записать адрес вектора ISR, который необходимо сделать общим. Вам не потребуются адреса обработчиков из этого вектора. Вам нужет адрес самого вектора прерываний. Его адрес будет в начале загрузчика.

// This must be declared "naked" because we want to let the
// bootloader function handle all of the register push/pops
// and do the RETI to end the handler.
void USB_GEN_vect(void) __attribute__((naked));
ISR(USB_GEN_vect)
{
    asm("jmp 0x302C");
}

Как организовать доступ к глобальным данным внутри общих обработчиков ISR?

Такая же ситуация как и в вопросе №15, но на этот раз решение не такое простое, поскольку вы не можете поместить в стек обработчика ISR указатель. Есть целый ряд возможных решений, но, поскольку это руководство уже довольно обширно об этом будет сказано не так подробно. Есть два варианта, таких как использование регистров GPIO для передачи указателей на глобальные или резервирование части SRAM с известным адресом, где расположены глобальные данные. Если вам нужен иной способ, то вам сюда: http://tinyurl.com/q3fpud . Идея с зарезервированной областью SRAM, кажется неплохой.

Можно ли сэкономить место в загрузчике на использовании обработчиков ISR?

Да, зачастую таким образом можно сэкономить 100 и более байт загрузчика. Эта также относиться и к обычным приложениям, но такая экономия для загрузчика более существенна чем к приложению. Некоторые архитектуры AVR имеют 40 или более прерываний, каждый из которых в таблице векторов прерываний принимает по 4 байта. Вы можете не только незначительно сэкономить, но и переопределять неиспользуемые вектора как переходы на общие функции (обсуждается в вопросе № 14).

.section .blvects,"ax",@progbits
.global __vector_default
__vector_default:
    jmp  __init

/DISCARD/ : { *(.vectors); } /* Discard standard vectors */
  .text   :
  {
    *(.blvects)   /* Position and keep custom vectors */
    KEEP(*(.blvects))

• http://tinyurl.com/pkkwzt
• http://tinyurl.com/qrsjjp
• http://tinyurl.com/ptshkp

Если загрузчик использует таблиуц прерываний ISR, вы можете сэкономить на размере прошивки заменив полную таблицу прерываний на уменьшенную версию. Допустим, нам необходимо только 11-е прерывание (USB на AT90USB162), поэтому мы усечем таблицы и повторно задействуем слоты до прерывания 11 в качестве переходов на общую функцию. При этом убедитесь, что положение оставшихся векторов прерываний правильно. Каждый должен быть нацелен на адрес указанный для этого прерывания в даташите (‘nop’ы в примере ниже). Повторно задействуя часть таблицы векторов вы можете избежать необходимости в таблице с отдельными переходами, как рассказано в вопросе №14. Вам просто потребуются указатели на функции для повторного вызова векторов. См. комментарии ниже для более подробной информации: