大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家分享的是在IAR開發環境下為工程開啟CRC完整性校驗功能的方法。
CRC校驗在嵌入式領域里的應用非常廣，比如在通信領域，CRC檢驗值可以作為數據包的一部分，用於檢查一包數據傳輸過程中是否發生了比特錯誤，如果CRC校驗失敗，那么接收方可以通知發送方要求該包數據重新傳輸，這樣能大大增加數據傳輸的可靠性。同時CRC在應用程序完整性驗證方面也有廣泛應用，相比和檢驗，CRC校驗糾錯能力更強；相比簽名校驗，CRC校驗在速度方面又占優勢，因此它是一個各方面比較均衡的完整性驗證手段。
IAR是個非常老牌的嵌入式開發集成環境，它的功能非常強大，有很多寶藏功能值得我們去發掘。痞子衡自畢業之后就一直在使用IAR，算是一路看着它從古典畫風的v6.50.x升級到現在潮流的v8.50.x，對於經典的CRC校驗功能的支持，IAR當然不會放過，今天痞子衡就來介紹IAR下如何使用其自帶的CRC校驗功能。
一、ielftool命令行工具
IAR安裝目錄下有非常多的命令行小工具，這些小工具其實就是IAR的核心，集成開發環境界面只是提供人機交互，其背后的很多功能都是通過調用這些命令行小工具來實現的。其中用於實現CRC校驗的功能就包含在ielftool.exe工具里：
ielftool.exe工具跟CRC相關的一共兩個參數選項，一是--fill用於填充，二是--checksum用於設置算法，具體參數使用細節詳見 \IAR Systems\Embedded Workbench 8.50.6\arm\doc\EWARM_DevelopmentGuide.ENU手冊里的Checksum calculation for verifying image integrity小節。
此處痞子衡僅舉一個簡單例子，如下命令表示在源可執行文件sourceFile.out中計算范圍__checksum_begin - __checksum_end之間的CRC結果，最終校驗值__checksum長度為4字節、固定CRC32算法、計算單元為1字節、指定CRC初始值為0xffffffff，其余設置默認，並將結果放在目標可執行文件destinationFile.out中。
ielftool --fill="0xFF;__checksum_begin–__checksum_end"
--checksum="__checksum:4,crc32:p,0xffffffff;__checksum_begin-__checksum_end"
sourceFile.out
destinationFile.out
從上面的命令你應該能知道，sourceFile.out並不是任意可執行文件都行的，其必須包含必要的__checksum_begin、__checksum_end、__checksum的定義。假設我們代碼中並沒有實際使用CRC，那么我們需要在生成sourceFile.out文件的IAR工程選項里做如下設置：
注意：__checksum_begin、__checksum_end符號、__checksum變量、.checksum段四個名字，用戶都可以自定義的，這里命名成這樣主要是為了和IAR默認定義相統一。
讓我們隨便找一個嵌入式IAR工程按上面設置生成源hello_world.out文件，並使用ielftool工具執行一次命令看看，可以看到產生了__checksum值，新生成的hello_world_1.out文件里包含了正確的CRC校驗結果。
二、為工程添加CRC校驗
IAR界面里有兩種使用ielftool來生成CRC校驗值的方法，痞子衡一一介紹：
2.1 利用Checksum功能
第一種是直接在IDE界面里配置，我們隨便打開一個嵌入式工程，比如 \SDK_2.8.2_FRDM-K64F\boards\frdmk64f\demo_apps\hello_world\iar\，在工程選項Linker/Checksum下面，勾選Fill unused code memory和Generate checksum便使能了CRC校驗，藍色框里的兩個地址用於設置CRC計算范圍，綠框里的參數用於設置CRC算法細節，具體每個配置什么意義可以查看 \IAR Systems\Embedded Workbench 8.50.6\arm\doc\EWARM_DevelopmentGuide.ENU手冊里的Checksum一節，痞子衡在這里不予展開。
下圖示例配置中有兩點要說明：一、算法選擇了CRC32，其多項式系數其實固定為0x04C11BD7；如果想自定義CRC32多項式系數值，可選CRC polynomial；二、因為地址設置的是 0x0 - 0x400，一共1025個字節（包含0x400），所以checksum unit size此處僅能選8-bit，因為IDE強制要求地址對齊。
設置好之后重新編譯工程，此時會報錯“ielftool error: The string '__checksum' was not found in the string table ”，因為在程序代碼里，我們完全沒有任何CRC相關的引用，IAR會忽略界面里使能的CRC功能，所以我們還需要將__checksum強行加入如下選項里（注意__checksum是IAR里默認定義的CRC檢驗值符號名）。
這時候再編譯工程就可以在生成的.out和.map文件里看到CRC信息了，__checksum被鏈接器隨機放在了0x2844的位置，__checksum_begin和__checksum_end是IAR默認記錄CRC計算范圍的符號變量名。
如果你想自己決定__checksum的鏈接位置，你可以在工程鏈接文件里添加放置 section .checksum，這個段便對應着__checksum。比如我們試着將這個段放在0x1000的位置：
再一次編譯工程，查看map文件，這次__checksum被放在了我們指定的0x1000的位置。
2.2 利用Post-build功能
第二種方式是利用IDE里的Post-build功能，在第一節的基礎上，在工程選項Linker/Extra Options里把ielftool命令加進去，這樣在編譯工程的時候，IAR會自動跑這個命令：
$TOOLKIT_DIR$\bin\ielftool --fill="0xFF;__checksum_begin-__checksum_end" --checksum="__checksum:4,crc32:p,0xffffffff;__checksum_begin-__checksum_end" --verbose "$TARGET_PATH$" "$TARGET_PATH$"
上述命令與第一節中命令基本一致，只是用"$TARGET_PATH$" "$TARGET_PATH$"替代了sourceFile.out destinationFile.out，並且加了--verbose顯示執行操作信息：
三、在工程中驗證CRC校驗
IAR生成的CRC校驗值在應用程序里的使用就比較簡單了，見如下代碼，其中calc_crc()函數需與我們之前在IAR配置的CRC算法參數相一致，此外代碼中的數據類型也是與具體CRC配置有關的。
另外還有兩個注意點：一、CRC計算范圍不應包含__checksum存放位置；二、CRC計算范圍如果沒有按照算法對齊要求，那么實際計算時要相應補上0（使用IDE配置生成是強制對齊的，但是使用命令行沒有強制對齊）。
extern uint32_t const __checksum;
extern int32_t __checksum_begin;
extern int32_t __checksum_end;
void TestChecksum()
{
uint32_t calc = 0;
// 根據CRC計算范圍重算新CRC校驗值
calc = calc_crc(0xFFFFFFFF,
(uint8_t *) &__checksum_begin,
((uint8_t *) &__checksum_end - ((uint8_t *) &__checksum_begin) + 1));
// 比對新CRC校驗值與IAR生成的CRC校驗值
if (calc != __checksum)
{
printf("Incorrect checksum!\n");
}
}
至此，在IAR開發環境下為工程開啟CRC完整性校驗功能的方法痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~
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