ESP32的啟動過程詳解

ESP32 是一種基于 ARM Cortex-M 處理器的 32 位微控制器，集成了 2.4GHz Wi-Fi 和藍牙雙模功能。 ESP32 的啟動過程可以分為以下三個階段：

• 一級引導程序：當 ESP32 上電或復位后，PRO CPU 會立即開始運行，執行復位向量代碼，而 APP CPU 仍然保持復位狀態。 復位向量代碼會檢查 GPIO_STRAP_REG 寄存器的值，確定 ESP32 的啟動模式，如 UART 下載模式、自定義啟動模式等。如果是正常啟動模式，程序會配置 SPI flash，然后嘗試從 flash 的 0x1000 偏移地址處加載二級引導程序的二進制鏡像。 程序會校驗鏡像的校驗和，如果正確，就會跳轉到鏡像的入口點運行。

• 二級引導程序：二級引導程序的源碼可以在 ESP-IDF 的 components/bootloader 目錄下找到。 二級引導程序會從 flash 的 0x8000 偏移地址處讀取分區表，分區表包含了 flash 上不同分區的類型、偏移地址、大小等信息。 二級引導程序會尋找工廠分區和 OTA 應用程序分區，如果存在 OTA 應用程序分區，還會查詢 otadata 分區，以確定應該引導哪個分區。 對于選定的分區，二級引導程序會從 flash 中逐段讀取應用程序鏡像，對于需要加載到 RAM 中的段，會將數據從 flash 復制到它們的加載地址處，對于需要從 flash 中運行的段，會通過配置 flash MMU，提供正確的映射。 一旦處理完所有段，二級引導程序會驗證應用程序的完整性，如果使用了安全啟動或 flash 加密功能，還會進行相應的驗證和解密。最后，二級引導程序會跳轉到應用程序鏡像的入口點運行。

• 應用程序啟動：應用程序啟動包含了從應用程序開始執行到 app_main 函數在主任務內部運行前的所有過程。 應用程序啟動可以分為三個子階段：端口初始化：這個階段會初始化基本的 C 運行環境，配置 CPU 異常，初始化內部存儲器，設置 CPU 時鐘，如果配置了 PSRAM，還會使能 PSRAM。如果應用程序被配置為在多個內核上運行，還會啟動另一個內核并等待其初始化。系統初始化：這個階段會初始化軟件服務和 FreeRTOS，包括堆棧、中斷、任務、定時器、事件組、隊列、信號量等。 還會初始化一些系統組件，如 NVS、SPI flash、日志、應用程序跟蹤等。主任務運行：這個階段會創建一個主任務，并在其中調用 app_main 函數，這是應用程序的入口函數，用戶可以在這里編寫自己的代碼，實現各種功能和服務。