痞子衡嵌入式：在IAR開發環境下將整個源文件代碼重定向到任意RAM中的方法

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　　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開發環境下將整個源文件代碼重定向到任意RAM中的方法。

　　痞子衡舊文 《在IAR下將關鍵函數重定向到RAM中執行的方法》 里介紹了三種關鍵函數重定向方法，不過這三種方法只是寫法形式不同，本質上沒啥區別，都是利用 IAR 鏈接器特性將函數重定向到工程數據段（RW）所在 RAM 里。

　　對於 i.MXRT 這種擁有多塊地址非連續的 RAM 的芯片，其實我們也可以單獨將這些重定向函數放到一個指定的 RAM 里，不一定非得跟數據段放在同一個 RAM 里。具體實現也很簡單，只需要在鏈接文件里額外加一句 place in 語句處理即可，恩智浦官方 SDK 包里就是這么做的。

　　然而痞子衡最近在支持 i.MXRT1170 客戶過程中，不使用恩智浦 SDK 里那種自定義函數段處理的方法，而是在 IAR 鏈接文件里使用指定源文件 object 的方式將代碼重定向到 ITCM 竟然失效了，這是怎么回事？今天我們一起來看一下：

• Note 1： 閱讀本文前需要對 《IAR鏈接文件(.icf)》、《IAR映射文件(.map)》 這兩種文件有所了解。
• Note 2： 本文使用的 IAR EWARM 軟件版本是 v9.10.2。

一、回顧SDK里函數重定向做法

　　我們以最經典的 \SDK_2.11.0_MIMXRT1170-EVK\boards\evkmimxrt1170\demo_apps\hello_world\cm7\iar 例程來看，工程 Build 選擇 flexspi_nor_debug，即代碼段放在 Flash 里（0x30000000 - ），數據段放在 DTCM 里（0x20000000 - ）。

　　我們現在新建一個名為 ram_code.c 的源文件，在這個源文件里定義如下兩個 delay1/2() 函數，然后將這個源文件添加進工程使用。按照 SDK 里做法，如果我們想將這兩個函數重定向，需要加 AT_QUICKACCESS_SECTION_CODE 宏來修飾，其實就是將函數放到名為 CodeQuickAccess 的自定義段里。

#define AT_QUICKACCESS_SECTION_CODE(func) func @"CodeQuickAccess"

AT_QUICKACCESS_SECTION_CODE(void delay1(void));
void delay1(void)
{
     __NOP();
}

AT_QUICKACCESS_SECTION_CODE(void delay2(void));
void delay2(void)
{
    __NOP();
    __NOP();
}

　　然后工程鏈接文件 MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor.icf 里（僅摘錄部分），CodeQuickAccess 段單獨放在 ITCM 里（0x00000000 - ），這就是官方 SDK 里的實現。

define symbol m_data_start           = 0x20000000;
define symbol m_data_end             = 0x2003FFFF;
define symbol m_itcm_start           = 0x00000000;
define symbol m_itcm_end             = 0x0003FFFF;
define region DATA_region   = mem:[from m_data_start to m_data_end-__size_cstack__];
define region ITCM_region   = mem:[from m_itcm_start to m_itcm_end];
define block RW            { first readwrite, section m_usb_dma_init_data };
define block QACCESS_CODE  { section CodeQuickAccess };
initialize by copy         { readwrite, section .textrw, section CodeQuickAccess };
place in DATA_region                 { block RW };
place in ITCM_region                 { block QACCESS_CODE };

　　編譯鏈接 hello_world_demo_cm7.ewp 工程，然后查看其映射文件（hello_world_demo_cm7.map）找到跟 delay1/2() 函數相關的內容如下，顯然這是符合預期的。這里特別注意一下，CodeQuickAccess 的類別顯示的是 inited，表明其不是常見的 ro code，而是經過重定向的，而且 delay1/2() 函數所在 ram_code.o 里包含了 10 個字節的 rw code。

*******************************************************************************
*** PLACEMENT SUMMARY
***
define block QACCESS_CODE { section CodeQuickAccess };
"P8":  place in [from 0x0 to 0x3'ffff] { block QACCESS_CODE };

  Section              Kind         Address      Size  Object
  -------              ----         -------      ----  ------
"P8":                                           0xc
  QACCESS_CODE                          0x0     0xc  <Block>
    QACCESS_CODE-1                      0x0     0xa  <Init block>
      CodeQuickAccess  inited           0x0     0xa  ram_code.o [6]
                                      - 0xc     0xc

*******************************************************************************
*** MODULE SUMMARY
***
    Module                              ro code  rw code  ro data  rw data
    ------                              -------  -------  -------  -------
    ram_code.o                                        10       10

*******************************************************************************
*** ENTRY LIST
***
    Entry                       Address   Size  Type      Object
    ----                       -------   ----  ----      ------
    delay1                          0x1    0x4  Code  Gb  ram_code.o [6]
    delay2                          0x5    0x6  Code  Gb  ram_code.o [6]

　　如果你打開工程鏡像文件 hello_world_demo_cm7.srec 查看，這里也只有一段連續的 Flash 地址空間數據，沒有 RAM 地址空間數據，所以這個鏡像文件是符合獨立工具（比如 MCUBootUtility）下載以及 BootROM 啟動條件的。

二、引出源文件Object方式重定向失效問題

　　現在來看客戶遇到的問題，客戶不想在源文件里逐一修飾需要重定向的函數（即 ram_code.c 文件里 delay1/2() 函數不加 AT_QUICKACCESS_SECTION_CODE 修飾），這種情況下我們需要改動一下鏈接文件，將 object ram_code.o 放到 initialize by copy 語句和 place in ITCM_region 語句里。

initialize by copy         { readwrite, section .textrw, section CodeQuickAccess, object ram_code.o };
place in ITCM_region       { object ram_code.o };

　　這時候重新編譯鏈接工程，查看映射文件，找到跟 delay1/2() 函數相關的內容如下，這個結果跟第一小節里結果有點區別，雖然 delay1/2() 確實鏈接在了 ITCM 里（0x00000000 - ），但是同時也增加了 0x0 - 0xb 區域的 Initializer bytes。

*******************************************************************************
*** PLACEMENT SUMMARY
***
define block QACCESS_CODE { section CodeQuickAccess };
"P8":  place in [from 0x0 to 0x3'ffff] { block QACCESS_CODE };
"P9":  place in [from 0x0 to 0x3'ffff] { object ram_code.o };

  Section              Kind         Address    Size  Object
  -------              ----         -------    ----  ------
"P8-P9":                                       0x18
  Initializer bytes    const            0x0     0xc  <for P8-P9-1>
  P8-P9-1                               0xc     0xa  <Init block>
    .text              inited           0xc     0xa  ram_code.o [6]
                                     - 0x16    0x16

*******************************************************************************
*** MODULE SUMMARY
***
    Module                              ro code  ro data  rw data
    ------                              -------  -------  -------
    ram_code.o                                        10       10

*******************************************************************************
*** ENTRY LIST
***
    Entry                       Address   Size  Type      Object
    ----                       -------   ----  ----      ------
    delay1                          0xd    0x4  Code  Gb  ram_code.o [6]
    delay2                         0x11    0x6  Code  Gb  ram_code.o [6]

　　如果此時再打開工程鏡像文件 hello_world_demo_cm7.srec 查看，除了 Flash 地址空間數據，還新增了 RAM 地址空間數據，很顯然這個鏡像文件不符合獨立工具（比如 MCUBootUtility）下載以及 BootROM 啟動，僅能用於 IDE 中在線下載調試（即分散加載了）。

三、源文件Object方式重定向失效分析

　　我們再做一個實驗，按 《在IAR下將關鍵函數重定向到RAM中執行的方法》 一文 2.3 針對源文件中全部函數 方法，在鏈接文件中僅將 object ram_code.o 放到 initialize by copy 語句里，那么 ram_code.o 中的內容會被統一重定向到工程數據段 RW 所在 RAM 區域里（即 DTCM 0x20000000 -），這種情況下 delay1/2() 函數重定向是成功的。

initialize by copy         { readwrite, section .textrw, section CodeQuickAccess, object ram_code.o };
//place in ITCM_region       { object ram_code.o };

　　所以我們能夠得出結論，在不自定義函數段名的情況下，object ram_code.o 中內容會在默認 RO、RW 段里，在做函數重定向時，IAR 鏈接器無法將對應 ram_code.o 的 Initializer bytes 從默認 RO 段里單獨提取出來拷貝到非 RW 段所在區，它只能統一處理 RO 段 Initializer bytes 到 RW 區的拷貝。如果硬要將 object ram_code.o 重定向到非 RW 所在 RAM 區，IAR 鏈接器會直接將其 Initializer bytes 也從 RO 段里抽出來，與其 RW 屬性的 .text 放在一起，這其實幾乎等效於分散加載了。

四、源文件Object方式重定向失效解決方案

　　分析到這里，解決方案清晰了，還是需要自定義程序段，不過既然不想單個函數加修飾，那有沒有整個文件范圍內代碼統一加修飾呢？當然是有的，這時候需要借助如下 #pragma default_function_attributes 語法，將這一對語句放置到源文件首行和末行，那么該源文件里所有函數都進入了 .myCodeSection 自定義段里：

// 作用全部函數
#pragma default_function_attributes = @ ".myCodeSection"
// 作用全部變量（如有必要）
//#pragma default_variable_attributes = @ ".myVariSection"

void delay1(void)
{
     __NOP();
}

void delay2(void)
{
    __NOP();
    __NOP();
}

#pragma default_function_attributes =
//#pragma default_variable_attributes =

　　然后在工程鏈接文件 MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor_sdram.icf 里直接將 section .myCodeSection 放到 ITCM 里就可以了：

initialize by copy         { readwrite, section .textrw, section CodeQuickAccess, section .myCodeSection };
place in ITCM_region       { section .myCodeSection };

　　這時候再編譯鏈接工程查看映射文件，函數重定向結果就符合預期了，這個結果跟第一小節里的結果一致。

*******************************************************************************
*** PLACEMENT SUMMARY
***
"P8":  place in [from 0x0 to 0x3'ffff] { block QACCESS_CODE };
"P9":  place in [from 0x0 to 0x3'ffff] { section .myCodeSection };

  Section              Kind         Address    Size  Object
  -------              ----         -------    ----  ------
"P8-P9":                                        0xc
  P8-P9                                 0x0     0xc  <Init block>
    .myCodeSection     inited           0x0     0xa  ram_code.o [6]
                                      - 0xc     0xc

*******************************************************************************
*** MODULE SUMMARY
***
    Module                              ro code  rw code  ro data  rw data
    ------                              -------  -------  -------  -------
    ram_code.o                                        10       10

*******************************************************************************
*** ENTRY LIST
***
    Entry                       Address   Size  Type      Object
    ----                       -------   ----  ----      ------
    delay1                          0x1    0x4  Code  Gb  ram_code.o [6]
    delay2                          0x5    0x6  Code  Gb  ram_code.o [6]

　　至此，在IAR開發環境下將整個源文件代碼重定向到任意RAM中的方法痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~

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