ARM Cortex-M底層技術（十三）手把手教你寫分散加載

SocFans 2020-11-18

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ARM Cortex-M底層技術（十三）手把手教你寫分散加載

還記得之前教大家寫的啟動代碼嗎？木看過滴，出門左轉，第四篇【編寫自己的啟動代碼】，當然僅僅能編寫自己的啟動代碼怎么夠，說了辣么多分散加載的東東，是時候檢驗一下我們的水平了，合上書，來出題考試了~【自己編寫分散加載】。

來司機們，將裝B進行到底~

首先，看看我們之前第四篇文章里面的簡易版分散加載：

如下，之前按著沒講，前面羅里吧嗦的扯了辣么多分散加載，大家現(xiàn)在再回頭看下這個分散加載，估計都看的明白了吧~

load_rom 0x00000000 0x00080000{vector_rom 0x00000000 0x400{*( vector_table, +first)}execute_rom 0x400 FIXED 0x0007FC00{*( InRoot$$Sections ).any( +ro )}execute_data 0x20000000 0x00010000   {.any ( +rw +zi )}ARM_LIB_HEAP  +0 empty 0x400 {}ARM_LIB_STACK 0x20020000  empty -400 {}
}

這里還是簡單扯幾點：

沒有使用預處理器，比較Low逼；
就一個加載域、兩個RO運行域（一個項鏈表運行域，一個根域）、一個RW+ZI運行域以及堆+棧的分配；
第三，參考以上兩點~~~~

深入理解“FIXED”關鍵字

但是其實這里還是有一些技能點的~比如：根域的FIXED屬性，你若把這個FIXED屬性去掉，試試會發(fā)生什么？？？？沒錯，鏈接器罷工了，16個錯，看一下，主要是加載域和運行域的地址不匹配導致的錯誤；

原因是這樣的：

任何MCU的分散加載必須有一個根區(qū)，這點我們在之前講過；
根區(qū)是指加載域和運行域相同的地址的區(qū)（因為根區(qū)里面要放置C Library&分散加載相關代碼，而分散加載本身不能被分散加載，所以根區(qū)的加載域與運行域必須相同）；
程序的入口地址必須在根區(qū)中，因為程序的入口顯然不能被分散加載，所以必須在根區(qū)中；
如果運行域基址與加載域基址相同則默認可以看做根區(qū)（這點很好理解，參考第二點，根區(qū)就是運行域與加載域相同的區(qū)）；
加載域后續(xù)的執(zhí)行域指定“+0”偏移，則這些執(zhí)行域默認都為根區(qū)（因為地址上是連續(xù)的，基址又與加載域基址相同）；
如果基址不相同，則需要使用FIXED關鍵字指定根區(qū)；
FIXED關鍵字只能用于指定執(zhí)行域，作用是確保執(zhí)行域與加載域地址相同。

可能說了這么多還是比較費解，下面我們做一些實驗來驗證以上的羅里吧嗦看不懂的廢話，做一下實驗就都懂了：

實驗一：

把所有不能被分散加載的代碼內容放到與加載域地址相同的執(zhí)行域里面去，如下：

load_rom 0x00000000 0x00080000
{
vector_rom 0x00000000 0x2000
{
*( vector_table, +first)
*( InRoot$$Sections )
}
execute_rom 0x2000 0x0007D000
{
.any( +ro )
}
execute_data 0x20000000 0x00010000
{
.any ( +rw +zi )
}
ARM_LIB_HEAP  +0 empty 0x400 {}
ARM_LIB_STACK 0x20020000  empty -400 {}
}

vector_rom顯然是起始地址與加載域相同的執(zhí)行域，默認的根區(qū)；
不能被分散加載的有：分散加載本身、部分C Library代碼（注意不是全部，具體是哪些不行小編我也沒研究辣么深入）、程序入口等；
把包含程序入口的Vector_table以及包含分散加載的InRoot$$Sections標號放人與加載域地址相同的執(zhí)行域中，把不能被分散加載的部分與可以被分散加載的部分分開；

編譯&鏈接，OK，有興趣的可以自己試一下。

實驗二：

看如下分散加載，先說結果，也可以完全正常的編譯&鏈接運行的，至于為什么，前面寫過的：

load_rom 0x00000000 0x00080000
{
vector_rom 0x00000000 0x400
{
*( vector_table, +first)
}
execute_rom +0
{
*( InRoot$$Sections )
.any( +ro )
}
execute_data 0x20000000 0x00010000
{
.any ( +rw +zi )
}
ARM_LIB_HEAP  +0 empty 0x400 {}
ARM_LIB_STACK 0x20020000  empty -400 {}
}

當然還有最開始的直接加FIXED關鍵字的版本也是OK的。

然后我們來搞一個可以裝逼版本的分散加載：

說是裝逼其實也很簡單，就是把預處理器用起來，在分散加載文件的頂格寫下如下語句：

#! armcc -E

調用預處理器，然后開始使用預處理器耍流氓：

把之前直接賦值的地址數(shù)據替代掉，如：

#define m_interrupts_start             0x00000000#define m_interrupts_size              0x00000400

然后分散加載就變成以下這個樣子：

#! armcc -E
#if (defined(__ram_vector_table__))
#define __ram_vector_table_size__    0x00000400
#else
#define __ram_vector_table_size__    0x00000000
#endif
#define m_interrupts_start             0x00000000
#define m_interrupts_size              0x00000400
#define m_text_start                   0x00000400
#define m_text_size                    0x0007FC00
#define m_interrupts_ram_start         0x20000000
#define m_interrupts_ram_size          __ram_vector_table_size__
#define m_data_start                   (m_interrupts_ram_start + m_interrupts_ram_size)
#define m_data_size                    (0x00028000 - m_interrupts_ram_size)
#define m_usb_sram_start               0x40100000
#define m_usb_sram_size                0x00002000
/* USB BDT size */
#define usb_bdt_size                   0x0
/* Sizes */
#if (defined(__stack_size__))
#define Stack_Size                   __stack_size__
#else
#define Stack_Size                   0x0400
#endif
#if (defined(__heap_size__))
#define Heap_Size                    __heap_size__
#else
#define Heap_Size                    0x0400
#endif
LR_m_text m_interrupts_start m_text_start+m_text_size-m_interrupts_start { ; load region size_region
VECTOR_ROM m_interrupts_start m_interrupts_size { ; load address = execution address
* (RESET,+FIRST)
}
ER_m_text m_text_start FIXED m_text_size { ; load address = execution address
* (InRoot$$Sections)
.ANY (+RO)
}
#if (defined(__ram_vector_table__))
VECTOR_RAM m_interrupts_ram_start EMPTY m_interrupts_ram_size {
}
#else
VECTOR_RAM m_interrupts_start EMPTY 0 {
}
#endif
RW_m_data m_data_start m_data_size-Stack_Size-Heap_Size { ; RW data
.ANY (+RW +ZI)
}
ARM_LIB_HEAP +0 EMPTY Heap_Size {    ; Heap region growing up
}
ARM_LIB_STACK m_data_start+m_data_size EMPTY -Stack_Size { ; Stack region growing down
}
}
LR_m_usb_bdt m_usb_sram_start usb_bdt_size {
ER_m_usb_bdt m_usb_sram_start UNINIT usb_bdt_size {
* (m_usb_bdt)
}
}
LR_m_usb_ram (m_usb_sram_start + usb_bdt_size) (m_usb_sram_size - usb_bdt_size) {
ER_m_usb_ram (m_usb_sram_start + usb_bdt_size) UNINIT (m_usb_sram_size - usb_bdt_size) {
* (m_usb_global)
}
}