ESP32 系列 CPU 支持差分升级

在 ESP32 的官方版本中,是不含差分升级源代码的。如果需要支持,官方另外提供了一个独立的代码库https://github.com/espressif/esp-bootloader-plus 支持差分升级。

在这个代码库中,官方只支持了 ESP32C2 和 ESP32C3 两款 CPU。其实其他的 CPU 也是可以支持的,我在 ESP32 和 ESP32 S3 都已验证是 OK 的。

如果移植开发的话,需要关注以下几点:
将差分的源代码库合入 ESP32系列的软件 SDK 开发包后,按照库上的说明,在 idf.py menuconfig 配置后,进行编译。可能大概率的会出现 bootloader 空间不足的链接错误。这种问题比较好解决,只需要将分区表文件(比如 partitions_example.csv)的各个分区向后移,并在 idf.py menuconfig 也将 Offset of partition table 同步向后移即可。

如果出现 iram 不足的情况的错误,最简单的方法,通过 idf.py menuconfig 将
Bootloader config ---> Bootloader log verbosity (Info) ---> (X) No output
由于日志部分的代码没有编译进去,bootloader 编译后的空间一般能满足,不会出现链接错误的情况。

如果还有 iram 不足,或者希望 bootloader 能够打印日志,就需要参考代码库中的链接脚本的写法,将压缩代码放置到特定的 iram 中。链接脚本的代码位置: bootloader_components/esp-xz/ld/esp32c2/linker.lf

下面是 ESP32S3 的移植代码:
新建目录: bootloader_components/esp-xz/ld/esp32s3
新建一个文件: linker.lf

MEMORY
{
  iram_loader1_seg (RWX) :           org = 0x403C3700, len = 0x6000
}

SECTIONS
{
  .xz :
  {
    . = ALIGN(4);
    *libesp-xz.a:(.literal .text .literal.* .text.*)
    *libmain.a:(.literal .text .literal.* .text.*)
  } > iram_loader1_seg
}

bootloader_components/esp-xz/CMakeLists.txt 做一些修改

......
if(BOOTLOADER_BUILD)
        if (CONFIG_IDF_TARGET_ESP32C2 OR CONFIG_IDF_TARGET_ESP32C3 OR CONFIG_IDF_TARGET_ESP32S3) <---- 新增了一款 CPU ESP32S3
                target_linker_script(${COMPONENT_LIB} INTERFACE "ld/${CONFIG_IDF_TARGET}/linker.lf")
        endif()
endif()

注意:iram_loader1_seg 的 org 地址是不能随意设置的,不要和 bootloader 的 iram_seg iram_loader_seg dram_seg 冲突。下面是 bootloader.map 文件显示的内部 SRAM 的空间分配

......
Memory Configuration

Name             Origin             Length             Attributes
iram_loader1_seg 0x00000000403c3700 0x0000000000006000 xrw
iram_seg         0x00000000403c9700 0x0000000000003000 xrw
iram_loader_seg  0x00000000403cc700 0x0000000000007000 xrw
dram_seg         0x000000003fce3700 0x0000000000004000 rw
*default*        0x0000000000000000 0xffffffffffffffff
......

最后,还有一点非常重要:iram 和 dram 是通过不同地址访问同一块 SRAM 空间。即使 iram_loader1_seg 和 dram_seg 的空间不一样,但也有冲突的可能。相关知识可以参考 esp32-s3_technical_reference_manual_cn.pdf 文档,我这里放一个截图


esp32-s3 内部存储器地址映射

2025/01/15:补充
在 bootloader_custom_malloc.c 文件中定义一块内存,用于差分升级解压时动态申请内存。 需要关注不同的 ESP32 系列 CPU 定义的 SOC_DRAM_LOW 是否有冲突(ESP32 就有,该地址需要向后挪)。如果有冲突,需要修改。

#ifdef BOOTLOADER_BUILD
#define XZ_BOOT_HEAP_ADDRESS                SOC_DRAM_LOW // (0x3FC7C000 + 0x4000) // for esp32c3 chip, you can use the free space form this address, pay attention your chip for this
static uint8_t* heap_pool = (uint8_t*)XZ_BOOT_HEAP_ADDRESS; // now these memory is not been used, the address have to be 4-byte aligned.
static uint32_t heap_used_offset = 0;
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