MCUXpresso IDE下將應(yīng)用程序RW段分散鏈接的幾種方法

早期的 MCU 芯片，一般都會(huì)嵌入內(nèi)部 Flash 和 RAM，并且 Flash 和 RAM 都只有一塊（即均在連續(xù)的映射地址范圍內(nèi)），因此在鏈接應(yīng)用程序時(shí)處理比較簡(jiǎn)單，程序 RO 段全部放在單一 Flash 空間，程序 RW 段全部放在單一 RAM 空間即可。

隨著時(shí)代發(fā)展，現(xiàn)在的 MCU 越來(lái)越高端了，比如那些 Cortex-M7 內(nèi)核的 MCU 中（最典型的代表 - 恩智浦 i.MXRT 系列）普遍引入了高速 TCM RAM，然后芯片內(nèi)部也還有一些普通 On-chip RAM，當(dāng)然芯片也能支持外擴(kuò)大容量 SDRAM、PSRAM 等，在這種情況下就出現(xiàn)了多塊地址空間不連續(xù)的 RAM 區(qū)域，這時(shí)候該如何鏈接程序 RW 段到這些分散的 RAM 空間里呢？

最近痞子衡在支持一個(gè)美國(guó)G客戶，客戶做項(xiàng)目選用的 MCUXpresso IDE，在這個(gè) IDE 下客戶沒(méi)有找到完美的 RW 段分散鏈接解決方案。今天痞子衡就給大家介紹一下 MCUXpresso IDE 下分散鏈接的幾種方法，也順便提一下 IAR、MDK 下的做法。

一、準(zhǔn)備開發(fā)環(huán)境

首先需要準(zhǔn)備好環(huán)境，包含必要的軟件，痞子衡的環(huán)境如下：

集成開發(fā)環(huán)境：MCUXpresso IDE_11.4.0_6224，點(diǎn)此下載

軟件開發(fā)包：SDK_2.10.0_EVK-MIMXRT1170（Toolchain需包含MCUXpresso IDE），點(diǎn)此下載

二、引入RW段分散鏈接問(wèn)題

我們先從 SDK 包里導(dǎo)入生成一個(gè)工程（就選最簡(jiǎn)單的 hello_world 吧）。工程導(dǎo)入成功后，會(huì)在 \\MCUXpressoIDE_11.4.0_6224\\workspace\\evkmimxrt1170_hello_world_demo_cm7 下看到 .project 工程文件，在 MCUXpresso IDE 下打開這個(gè)工程，然后調(diào)整工程設(shè)置 Memory 定義中順序如下：

原始 hello_world 程序里 RW 段大小為 264 bytes（包含 .data 和 .bss），再加上默認(rèn) 4KB Heap 和 4KB Stack，這鏈接在 256 KB 的 SRAM_DTC_cm7 空間里（Alias 名為 RAM）肯定是沒(méi)問(wèn)題的。

我們現(xiàn)在在 hello_world.c 文件里加兩個(gè)全局變量 s_buf1 和 s_buf2，再重新編譯工程，發(fā)現(xiàn)工程編譯不過(guò)，因?yàn)槟J(rèn)鏈接配置下 IDE 把所有 RW 段全往 Alias 名為 RAM 的空間里放，導(dǎo)致 RAM 空間不夠用，但實(shí)際上芯片上還有很多空余 RAM2-8。怎么把空余 RAMx 利用起來(lái)？這就是問(wèn)題所在，后面我們會(huì)嘗試?yán)?RAM 和 RAM4 來(lái)解決問(wèn)題。

uint8_t s_buf1[1024 * 128] = {1};
uint8_t s_buf2[1024 * 256];

int main(void)
{
    s_buf1[0] = 0;
    s_buf2[0] = 0;

    // 代碼省略...
}

三、回顧IAR/MDK上解決方案

在研究 MCUXpresso IDE 下分散鏈接解決方案之前，我們先看看經(jīng)典 IDE 下是怎么實(shí)現(xiàn)的。

首先來(lái)看 IAR 下 RW 段分散鏈接解決方案，我們只需要修改對(duì)應(yīng)鏈接文件 MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor.icf 如下，注釋掉原來(lái) DATA_Region 和 DATA2_region 的分別定義，然后使用 | 運(yùn)算符將它們的 mem 空間連在一起組成新的 DATA_Region 即可，底下 IAR 鏈接器就會(huì)自動(dòng)分配 RW, ZI 段到這個(gè)新 DATA_Region 里。

define symbol m_data_start             = 0x20000000;
define symbol m_data_end               = 0x2003FFFF;

define symbol m_data2_start            = 0x202C0000;
define symbol m_data2_end              = 0x2033FFFF;

再來(lái)看 MDK 下 RW 段分散鏈接解決方案，我們也只需要修改對(duì)應(yīng)鏈接文件 MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor.scf 如下，需要新增加一個(gè) RW_m_data2 執(zhí)行域（注意語(yǔ)句擺放位置），在新執(zhí)行域中也按原 RW_m_data 域中一樣添加 .ANY (+RW +ZI) 即可，底下 MDK 鏈接器就會(huì)自動(dòng)分配 RW, ZI 段到這兩個(gè) RW_m_data 空間里。

#define m_data_start                   0x20000000
#define m_data_size                    0x00040000

#define m_data2_start                  0x202C0000
#define m_data2_size                   0x00080000

四、MCUXpresso IDE下幾種解決方案

現(xiàn)在回到主題 MCUXpresso IDE 下分散鏈接是怎么實(shí)現(xiàn)的，一共有三種方法：

4.1 借助 cr_section_macros.h 里的宏

第一種方法是借助 MCUXpresso IDE 自帶的頭文件 cr_section_macros.h 里的宏。用 __DATA(RamAliasName) 或者 __BSS(RamAliasName) 宏來(lái)修飾變量定義，這樣 MCUXpresso IDE 在鏈接時(shí)會(huì)自動(dòng)將該變量放到指定 RAMx 里。

4.2 借助 GNU C 的 attribute 機(jī)制

第二種方法本質(zhì)上與第一種一樣，只不過(guò)換個(gè)形式，需要借助 GNU C 里的 attribute 機(jī)制，即用 attribute ((section("UserSectionName"))) 語(yǔ)法來(lái)修飾變量定義，將其放到自定義程序段里，然后在 MCUXpresso IDE 鏈接配置設(shè)置界面 Extra linker script input sections 框里，將自定義程序段指定到具體 RAMx 里。

4.3 手動(dòng)修改 .ld 鏈接文件

前兩種方法雖然能解決問(wèn)題，但是遇到多源文件里大量變量定義時(shí)就比較麻煩了，不但需要挨個(gè)加相應(yīng)修飾代碼，而且也要手工計(jì)算好空間大?。ê侠砜刂谱远x段大小），隨著代碼增刪改動(dòng)，做不到自適應(yīng)。那么在 MCUXpresso IDE 下有沒(méi)有像 IAR/MDK 解決方案那樣省心的方式呢？

答案當(dāng)然是有的！在 MCUXpresso IDE 鏈接配置設(shè)置界面去掉 Manage linker script 選項(xiàng)的勾選，將自動(dòng)生成的 evkmimxrt1170_hello_world_demo_cm7_Debug.ld 文件在同路徑下拷貝一份重新命名，然后在 Linker script 路徑里指定新的鏈接文件。

打開鏈接文件 evkmimxrt1170_hello_world_demo_cm7_Debug_User.ld，在里面分別找到 Main DATA/BSS SECTION 執(zhí)行域，跟在后面緊接著加上 Secondary DATA/BSS SECTION 執(zhí)行域就行了（仿照 Main Section 里的寫法，僅需要把 RAM 名字替換掉即可），底下 MCUXpresso IDE 鏈接器就會(huì)自動(dòng)分配 RW, ZI 段到這兩個(gè) RAM 空間里。

至此，MCUXpresso IDE下將應(yīng)用程序RW段分散鏈接的幾種方法便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~

審核編輯：劉清