分享离线SWD编程器代码

XIVN1987 · 发表于 2018-9-16 16:08:04

本帖最后由 XIVN1987 于 2018-9-16 16:12 编辑

SWD离线编程器，其实很简单，，
因为关键代码国外的大侠都已经给实现了，，我们只需要简单拼接一下就OK啦

下面我就说下怎样通过拼接代码实现离线编程器：

1、首先，既然是SWD编程器，那首先当然是要实现SWD时序协议了
由于单片机都没有SWD外设，所以只能用GPIO模拟实现SWD时序，，这部分功能已经由ARM公司的CMSIS-DAP代码实现

2、然后就是基于CMSIS-DAP，实现通过DAP读写目标芯片的内存、内核寄存器，，这部分功能已经由DAPLink里面的swd_host.c文件实现

同时，swd_host.c还实现了另一个对实现编程器至关重要的函数：

uint8_t swd_flash_syscall_exec(const program_syscall_t *sysCallParam, uint32_t entry, uint32_t arg1, uint32_t arg2, uint32_t arg3, uint32_t arg4)

复制代码

它的作用是通过DAP在目标芯片上执行

那么，我们只要把编程算法（一段在目标芯片上执行的代码，里面有Flash_Erase、Flash_Write两个函数）通过SWD写入目标芯片的SRAM，然后再通过SWD调用目标芯片SRAM里面的Flash_Erase、Flash_Write两个函数，不就能实现通过SWD给目标芯片编程了吗？？

所以，程序的主体结构就是：

其中target_flash_init()的主要作用就是把芯片的编程算法下载到目标芯片的SRAM中去

好了，SWD编程器已经实现

不过还有一个问题：要下载到目标芯片SRAM中去的编程算法从哪里来？？

我们知道，Keil针对每一颗芯片都有一个Flash编程算法，这个算法存在一个后缀为.FLM的文件里面，，要是我们能把.FLM文件里面的算法内容抽取出来给我们用，，那不就完美了吗

3、其实这个功能也已经有国外大神给实现了，GitHub上的FlashAlgo项目里面有个flash_algo.py文件，它就是用来实现这个功能的

工程示例代码：

另外，这个工程我也已经上传到github上了，，希望坛友能顺便去给加个星，，谢谢啦

https://github.com/XIVN1987/DAPProg

XIVN1987 · 发表于 2018-9-17 09:02:33

boboo 发表于 2018-9-17 00:37
Traceback (most recent call last):
File "C:%users\FreeRTOS\Desktop\FlashAlgo\flash_algo.py", line ...

我把flash_algo.py给打包成.exe文件了，，把*.FLM文件放到flash_algo.exe文件目录下，，，然后双击执行flash_algo.exe就能生成*.FLM对应的*.c文件

XIVN1987 · 发表于 2018-9-23 12:09:10

本帖最后由 XIVN1987 于 2018-9-23 15:25 编辑

Keil_v5\ARM\Flash\_Template目录下有个烧录算法模板，，其中部分函数如下：

对比SWD_flash.c的代码发现一些问题：
1、Keil算法中的函数都是正确返回0、错误返回1，而SWD_flash.c认为函数返回0表示出错
2、Keil算法中Init函数的第三个参数说明，Init函数应该是在Erase、Program、Verify之前各分别执行一次，，而SWD_flash.c的实现只在最开始（也就是Erase之前）调用一次Init

所以，很可能SWD_flash.c不是针对Keil的编程算法写的，，DAPLink项目可能实现了自己的编程算法接口，，而我上面那个STM32的Demo之所以能执行成功，可能是因为：
1、所有函数都没检查返回值，
2、可能在STM32的编程算法中Init函数对Erase、Program、Verify这三个操作执行的内容是一样的，，所以执行一遍Init就行了

不过用在另一些芯片上可能就不行了

所以，我对SWD_flash.c做了一些修正，，不过由于没有板子，暂时没法测试，，感兴趣的坛友可用试一下

============================================================

另外如果想实现在线编程器的话，其实GitHub上也有现成的代码可用参考：https://github.com/mbedmicro/pyOCD

在这个项目下有个叫flash.py的文件，其中部分函数如下：

是不是看起来和SWD_flash.c中的函数非常像啊，，有了这个文件，实现在线编程器就So Easy了！！

不过也有两个小问题：
1、这个项目是基于CMSIS-DAP（DAPLink）的，如果想用JLink做在线下载的话，需要把底层部分换成jlink.py
2、这是个命令行的项目，想要做个带图形界面的在线下载器的话，需要自己添加GUI功能

XIVN1987 · 发表于 2018-9-23 17:21:07

继续填坑

下面两段内容分别来自flash_algo.py和c_blob.tmpl

整个编程烧写过程占用了目标芯片4K SRAM，其中SRAM起始地址为0x20000000，栈顶指向4K SRAM的末尾，，编程算法占用4K SRAM的前1K，，待烧写数据占用4K SRAM的中间2K，，静态变量和栈共用4K SRAM的最后1K

这种设计对绝大多数Cortex-M芯片是没有问题的，，不过有几种情况可能需要调整红线框住的部分：
1、SRAM的起始地址不是0x20000000，这种调整最简单，把entry的值调整成正确值就可用了
2、单片机的SRAM小于4K，这种就比较麻烦，得根据实际情况重新规划SRAM的分配，，然后红线框住的部分可能都要改动
3、编程算法内容大于1K，，有些使用片外SPI Flash的芯片它的编程算法会非常大，1K SRAM装不下，，这种把后面几个部分的地址都往后延就行了

所以，对于有些比较特殊的芯片，，需要先修改一下flash_algo.py和c_blob.tmpl，然后再生成算法文件对应的.c文件，，不过还好，生成是一次行的，，

belongfs · 发表于 2018-9-16 16:21:08

工程的事例是使用什么硬件？

XIVN1987 · 发表于 2018-9-16 16:25:50

belongfs 发表于 2018-9-16 16:21
工程的事例是使用什么硬件？

随便一个STM32F103C8的demo板就行，，模拟SWD用的B13、B14两个引脚

bigk2000 · 发表于 2018-9-16 17:31:34

不错
曾经自己写过SWD协议实现，可以通过寄存器编程

shangdawei · 发表于 2018-9-16 18:18:11

这里也有一个类似的

贴一个基于STM32的乞丐原始版SWD离线下载器MDK工程
https://www.amobbs.com/thread-5698953-1-1.html
(出处: amoBBS 阿莫电子论坛)

eliterxzgxu · 发表于 2018-9-16 19:22:45

感谢楼主分享

myxiaonia · 发表于 2018-9-16 19:43:04

哈哈哈好像都是这么干的哦 keil的闪存编程算法就是这么个东西

xmcsl · 发表于 2018-9-16 19:43:34

感谢分享

lindabell · 发表于 2018-9-16 19:54:32

关注中

工程师030 · 发表于 2018-9-16 19:59:27

顶楼主！希望以后会用上廉价的脱机烧写器

sanjue · 发表于 2018-9-16 20:06:44

楼主厉害，哈哈，我下载了

XIVN1987 · 发表于 2018-9-16 20:11:01

myxiaonia 发表于 2018-9-16 19:43
哈哈哈好像都是这么干的哦 keil的闪存编程算法就是这么个东西

是啊，只有能利用Keil（或IAR）的编程算法，制作编程器（不管是离线的还是在线的）才有意义，不然每个芯片都自己实现一遍编程算法，累都累死啦

sblpp · 发表于 2018-9-16 21:58:33

必须顶!!! 感谢楼主分享！

a105 · 发表于 2018-9-16 22:04:00

必须顶!!! 感谢楼主分享！

yanyanyan168 · 发表于 2018-9-16 22:14:21

必须顶!!! 感谢楼主分享！+ 收藏了。

mengtiantang · 发表于 2018-9-16 22:16:57

感谢分享

witbrave2014 · 发表于 2018-9-16 22:20:09

mark,有空的时候研究一下，感谢楼主分享！

weiwei4 · 发表于 2018-9-16 22:42:23

感谢分享

ordinary · 发表于 2018-9-17 00:33:57

感谢分享

boboo · 发表于 2018-9-17 00:37:38

Traceback (most recent call last):
File "C:\Users\FreeRTOS\Desktop\FlashAlgo\flash_algo.py", line 13, in <module>
import jinja2
ImportError: No module named jinja2

这个怎么用的？

sanjue · 发表于 2018-9-17 02:35:12

我更改了一下端口，修改打印口到串口1，在我测试的C8T6小板上没有试验成功。
修改硬件接线，程序没修改，还是没成功。空了再研究一下

ttyyuuio · 发表于 2018-9-17 08:38:50

感谢楼主分享，git已加星

nanfang2000 · 发表于 2018-9-17 08:43:25

boboo 发表于 2018-9-17 00:37
Traceback (most recent call last):
File "C:%users\FreeRTOS\Desktop\FlashAlgo\flash_algo.py", line ...

pip安装这个库

iamseer · 发表于 2018-9-17 08:56:44

lz可以看看 adafruit用raspberry pi配合openocd直接用gpio烧录的教程。也算是离线烧录的一种方法。

et009tw · 发表于 2018-9-17 09:01:21

感謝樓主分享

XIVN1987 · 发表于 2018-9-17 09:06:23

sanjue 发表于 2018-9-17 02:35
我更改了一下端口，修改打印口到串口1，在我测试的C8T6小板上没有试验成功。
修改硬件接线，程序没修改，还 ...

光修改PIN_SWCLK、PIN_SWDIO的宏定义是不够的，，下面还有些代码需要修改，，

封装性不太好，，

XIVN1987 · 发表于 2018-9-17 09:08:37

ttyyuuio 发表于 2018-9-17 08:38
感谢楼主分享，git已加星

感谢加星

还第一次长星这么快，，感动

zkaifa · 发表于 2018-9-17 09:13:01

感谢分享

wangqun · 发表于 2018-9-17 09:28:10

这个要点赞....

ayumi8 · 发表于 2018-9-17 09:42:42

谢谢分享先收藏了有空看看

dreambox · 发表于 2018-9-17 10:14:48

这个不错，感谢分享

dreambox · 发表于 2018-9-17 10:19:43

flash_algo.py 还能这么玩，编译完的东西还能提取出来，厉害厉害，又学到一招
如果能直接加载FLM就更厉害了

鲜衣怒马 · 发表于 2018-9-17 10:38:49

感谢分享，有空研究研究

sanjue · 发表于 2018-9-17 11:20:22

XIVN1987 发表于 2018-9-17 09:08
感谢加星

还第一次长星这么快，，感动

说明这个有需求，哈哈，许多人都想做这个，奈何大牛都憋着不动。
另外，你的程序我测试可以了，就是下载程序之后，还无法软件复位运行，我尝试修改一下

zxzx8059 · 发表于 2018-9-17 11:50:18

target_flash_erase_sector(0x08000000+addr);

這應該是stm32的起始位置吧，其它家的不一定一樣

大俠的項目已給星

ztg328 · 发表于 2018-9-17 11:55:30

good mark了

farmerzhangdl · 发表于 2018-9-17 12:58:12

厉害厉害

makathy · 发表于 2018-9-17 15:02:43

SWD方便。

zkaifa · 发表于 2018-9-17 15:38:29

35楼的大哥，下载完程序不运行的问题有解决么？

jeasey · 发表于 2018-9-17 15:44:20

等待楼主出一个离线烧录器

sanjue · 发表于 2018-9-17 16:28:02

zkaifa 发表于 2018-9-17 15:38
35楼的大哥，下载完程序不运行的问题有解决么？

嗯，解决了，源代码的软件复位函数有点问题

HANGKONG15 · 发表于 2018-9-17 20:38:17

必须顶!!! 感谢楼主分享！

BigWolf · 发表于 2018-9-17 22:06:19

感谢楼主分享

GoingDown · 发表于 2018-9-17 23:11:18

Mark 脱机烧写器实现方法。

zhuisuoji · 发表于 2018-9-18 01:45:38

本帖最后由 zhuisuoji 于 2018-9-18 01:53 编辑

关注一下
另已在github上加了个星

lyl2022 · 发表于 2018-9-18 08:28:06

谢谢楼主分享

zkaifa · 发表于 2018-9-18 08:58:49

sanjue 发表于 2018-9-17 16:28
嗯，解决了，源代码的软件复位函数有点问题

可以分享下如何解决的么？

zkaifa · 发表于 2018-9-18 08:59:17

sanjue 发表于 2018-9-17 16:28
嗯，解决了，源代码的软件复位函数有点问题

可以分享下如何解决的么？

qjp1988113 · 发表于 2018-9-18 10:57:19

谢谢楼主分享~

sanjue · 发表于 2018-9-18 12:47:24

zkaifa 发表于 2018-9-18 08:59
可以分享下如何解决的么？

捷胜 · 发表于 2018-9-18 13:15:26

不错，以后做定制烧录器治具可以用得上，谢谢了

XIVN1987 · 发表于 2018-9-18 13:19:57

sanjue 发表于 2018-9-18 12:47

感谢反馈，，我晚上更新到github上去

xuezubo · 发表于 2018-9-18 13:28:15

这个不错。已加星

daleda · 发表于 2018-9-18 13:47:35

脱机烧录器的福音。感谢楼主

talkingbeast · 发表于 2018-9-18 14:31:59

谢谢分享！！！

sanjue · 发表于 2018-9-18 19:54:15

XIVN1987 发表于 2018-9-18 13:19
感谢反馈，，我晚上更新到github上去

我自己修改了你的代码，重新移植了IO驱动部分，方便定义IO,删除了JTAG部分的一些定义
将代码上传到github了
https://github.com/jiaosanjue/swd_offlie_downloader

XIVN1987 · 发表于 2018-9-18 21:57:35

sanjue 发表于 2018-9-18 19:54
我自己修改了你的代码，重新移植了IO驱动部分，方便定义IO,删除了JTAG部分的一些定义
将代码上传到github ...

赞！！GitHub上好资源很多

waymcu · 发表于 2018-9-18 23:02:24

历害了，持续关注。谢谢分享。

Excellence · 发表于 2018-9-19 08:24:48

必须顶!!! 感谢楼主分享！

rogerllg · 发表于 2018-9-19 08:45:45

给你点赞～　mark~

justdomyself · 发表于 2018-9-20 22:11:16

能否支持同时给8个板编程

18501501628 · 发表于 2018-9-21 08:57:31

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

cysocool · 发表于 2018-9-21 09:36:03

感谢分享，正好需要用到

zkaifa · 发表于 2018-9-22 10:04:31

sanjue 发表于 2018-9-18 12:47

多谢~~~~~~

su33691 · 发表于 2018-9-23 12:35:58

过节了还在更新，顶楼主一下。

huangqi412 · 发表于 2018-9-23 13:45:03

这个有用

pycr_darren · 发表于 2018-9-23 15:21:53

感谢分享，最近刚好研究离线烧写的资料

sanjue · 发表于 2018-9-23 16:08:06

XIVN1987 发表于 2018-9-23 12:09
Keil_v5\ARM\Flash\_Template目录下有个烧录算法模板，，其中部分函数如下：

替你验证了，C8T6给C8T6，rct6下载，可以

XIVN1987 · 发表于 2018-9-23 16:41:35

sanjue 发表于 2018-9-23 16:08
替你验证了，C8T6给C8T6，rct6下载，可以

好的，，感谢

zxzx8059 · 发表于 2018-9-26 10:08:21

NXP KE0系列的ROM是0x0開始，所以改了Flash_Start_Addr=0;
其它0x08000000的也都改成0x0
NXP的sectors是512Bytes，不像ST是1024，但是改了Flash_Page_Size為512，程序就只會寫0x00

NXP KE0系列的MCU都失敗，
KE04只有1k SRAM，KEIL平常燒寫就比較久，c_blob.tmpl、flash_algo.py還沒想好怎麼改

KE06的RAM有16K但是失敗了，偶爾會讓原本MCU內的Code無法執行，多數是f103c8不一定連上NXP KE06

不知道還有哪些地方是沒注意到的

zhuwei310600 · 发表于 2018-9-26 10:43:49

谢谢分享，正想看这方面的。

source.ant · 发表于 2018-9-27 08:51:17

好东西，一直调用jlink实现下载功能。有这个可以抛弃jlink了。

source.ant · 发表于 2018-9-27 09:40:22

把keil的编程算法加到你的MCUProg里速度应该可以提起来了

jjj · 发表于 2018-9-27 13:10:13

好东西。可以给客户提供定制的下载器，

taojie · 发表于 2018-9-27 14:01:10

认真学习一下才行，自己做编程器

智涅 · 发表于 2018-9-27 14:11:35

不错不错，我们也做了nrf51系列的一拖16离线烧录器，改装了下也可以烧stm32和da14580

openm4 · 发表于 2018-9-28 14:47:37

感谢楼主分享，好资料。

agency · 发表于 2018-9-29 09:03:35

感谢楼主分享, SWD编程器这种实现方法很巧妙

unnormal · 发表于 2018-9-29 11:36:39

不错学习一下谢谢分享

security · 发表于 2018-9-29 13:44:56

看起来很有意思，谢谢分享。

山外メ雲ジ · 发表于 2018-9-29 15:13:13

nanfang2000 发表于 2018-9-17 08:43
pip安装这个库

提示：
Traceback (most recent call last):
File "flash_algo.py", line 14, in <module>
from elftools.elf.elffile import ELFFile
ImportError: No module named elftools.elf.elffile

我用pip安装：pip install elftools.elf.elffile

安装不成功，提示：Could not find any downloads that satisfy the requirement elftools.elf.elffile

请教一下，这个如何解决？

XIVN1987 · 发表于 2018-9-29 17:20:36

山外メ雲ジ发表于 2018-9-29 15:13
提示：
Traceback (most recent call last):
File "flash_algo.py", line 14, in

pip install pyelftools

山外メ雲ジ · 发表于 2018-9-29 18:33:28

XIVN1987 发表于 2018-9-29 17:20
pip install pyelftools

非常感谢，已经解决

raydsp · 发表于 2018-10-15 17:10:58

现在使用的是网上购买的，有空自己倒腾下SWD离线下载，谢谢分享。

hejie126 · 发表于 2018-10-17 20:22:57

Mark 脱机烧写器实现方法。谢谢

china520fly · 发表于 2018-10-22 16:08:29

XIVN1987 发表于 2018-9-17 09:02
我把flash_algo.py给打包成.exe文件了，，把*.FLM文件放到flash_algo.exe文件目录下，，，然后双击执行f ...

大神，前面的资料已经学习了很多，能不能再分享一下，FLM你如何解析的，特别感激，再次谢谢

XIVN1987 · 发表于 2018-10-22 18:16:58

china520fly 发表于 2018-10-22 16:08
大神，前面的资料已经学习了很多，能不能再分享一下，FLM你如何解析的，特别感激，再次谢谢 ...

解析*.FLM文件的flash_algo.py是从网上找到的，，只知道*.FLM实际是个.elf文件，所以flash_algo.py内部是通过elftools.elf.elffile完成解析的，

底层工作原理我也没深究，我觉得要研究底层的话需要先研究清楚.elf文件格式，，然后阅读下elftools的源码

bp2832a · 发表于 2018-10-22 22:16:03

看到网上有成品300以内一个的都有，就没有在去研究了。自已用，买来得快

china520fly · 发表于 2018-10-22 22:32:11

XIVN1987 发表于 2018-10-22 18:16
解析*.FLM文件的flash_algo.py是从网上找到的，，只知道*.FLM实际是个.elf文件，所以flash_algo.py内部 ...

大神，其他芯片你有过验证码？我用转好的STM32L0xx_64.c，可是下载进去后，只有前200个字节正确？？是你转的.c有问题，还是我的有问题？期待回复，谢谢诶

china520fly · 发表于 2018-10-23 09:33:46

china520fly 发表于 2018-10-22 22:32
大神，其他芯片你有过验证码？我用转好的STM32L0xx_64.c，可是下载进去后，只有前200个字节正确？？是你 ...

字节的问题，谢谢

yufeistudio · 发表于 2018-11-16 12:23:52

666666666666

vmalloc · 发表于 2018-11-24 00:25:46

这个有用，666

JIANGJIAYU · 发表于 2018-12-9 16:51:50

感谢分享。已经试验ST的F1和F0芯片烧录成功，F4等其他品牌的Cortex M4 内核的烧录失败，不知道为啥

astankvai · 发表于 2018-12-9 18:25:17

这个资料猛，必须得顶。我目前是用SWD的代码直接去操作寄存器来实现的，而不是下载到RAM中去执行。

makathy · 发表于 2018-12-9 21:30:02

感谢分享

fengyunyu · 发表于 2018-12-9 21:38:30

高手，大牛

yixuanyuxiao · 发表于 2018-12-10 00:32:09

swd资料猛

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