부트로더가 앱으로 점프하기 전에 확인할 게 있다.

앱 영역에 진짜 유효한 펌웨어가 있나?

왜 검사하나

앱 영역이 비어있으면 (0xFF로 채워져 있으면)?

점프하면 HardFault. 보드 벽돌.

검사 항목

  1. Stack Pointer 값 - RAM 범위 내인가?
  2. Reset Handler 주소 - Flash 범위 내인가?
  3. Thumb 비트 - LSB가 1인가?
  4. (선택) CRC - 데이터 무결성

Stack Pointer 검사

앱 시작 주소의 첫 4바이트 = Initial Stack Pointer.

#define APP_ADDR  0x08042800
#define RAM_START 0x20000000
#define RAM_END   0x20010000  // 64KB

uint32_t app_sp = *(volatile uint32_t *)APP_ADDR;

bool is_valid_sp(uint32_t sp) {
    return (sp >= RAM_START) && (sp <= RAM_END);
}

SP가 RAM 범위 밖이면 유효하지 않음.

Reset Handler 검사

앱 시작 주소 + 4 = Reset Handler 주소.

uint32_t app_reset = *(volatile uint32_t *)(APP_ADDR + 4);

bool is_valid_reset(uint32_t reset) {
    // Thumb 비트 제거하고 검사
    uint32_t addr = reset & ~1;
    return (addr >= APP_ADDR) && (addr < 0x08080000);
}

Thumb 비트

ARM Cortex-M은 Thumb 모드만 지원.

함수 주소의 LSB가 1이어야 함.

bool is_thumb(uint32_t addr) {
    return (addr & 1) == 1;
}

Reset Handler 주소의 LSB가 0이면 뭔가 잘못된 거.

전체 검사 함수

bool is_app_valid(void) {
    uint32_t app_sp = *(volatile uint32_t *)APP_ADDR;
    uint32_t app_reset = *(volatile uint32_t *)(APP_ADDR + 4);
    
    // 1. SP가 RAM 범위 내
    if (app_sp < RAM_START || app_sp > RAM_END) {
        return false;
    }
    
    // 2. Reset Handler가 Flash 범위 내
    uint32_t reset_addr = app_reset & ~1;
    if (reset_addr < APP_ADDR || reset_addr >= 0x08080000) {
        return false;
    }
    
    // 3. Thumb 비트 확인
    if ((app_reset & 1) == 0) {
        return false;
    }
    
    return true;
}

Flash가 비어있으면?

지워진 Flash는 0xFF로 채워짐.

0x08042800: FF FF FF FF  ← SP = 0xFFFFFFFF (RAM 범위 밖)
0x08042804: FF FF FF FF  ← Reset = 0xFFFFFFFF

SP 검사에서 걸림.

CRC 검사 (선택)

더 확실하게 하려면 CRC.

펌웨어 끝에 CRC 값 저장해두고, 부트로더에서 계산해서 비교.

// 펌웨어 빌드 시 CRC를 마지막에 붙임
// 부트로더에서 검증
uint32_t stored_crc = *(volatile uint32_t *)(APP_ADDR + app_size - 4);
uint32_t calc_crc = calculate_crc32((uint8_t *)APP_ADDR, app_size - 4);

if (stored_crc != calc_crc) {
    return false;
}

일단은 SP/Reset 검사만으로 충분.

다음 글에서 Vector Table 재배치.

#6 - Vector Table 재배치