Есть несколько методов, чтобы поместить функции и данные по определенному адресу.

При необходимости компилятор обычно создает секции RO, RW, ZI и XO из одного исходного файла. Эти секции содержат весь код и данные из исходного файла. Чтобы поместить одну функцию или элемент данных по фиксированному адресу, Вы должны позволить линкеру обработать эту функцию или данные отдельно от остальных входных файлов.

Примечание: RO обозначает секцию памяти только для чтения (read only), RW память для чтения и записи (read/write), ZI память автоматически инициализируемую нулями (zero initialized), XO память только для выполнения кода (execute only).

Линкер позволит разместить секцию по определенному адресу следующими способами:

• Вы можете создать так называемый scatter-файл, который определяет регион выполнения по требуемому адресу с описанием секции, которое выбирает только одну секцию.
• Для специально именованной секции линкер может получить адрес размещения из имени секции. Специально именованные секции называются __at секции.

; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************

LR_IROM1 0x0001F000 0x00018400  {    ; load region size_region
  ER_IROM1 0x0001F000 0x00018400  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
   .ANY (+XO)
  }
  RW_IRAM1 0x20002800 0x0000D800  {  ; RW data
    dfu.o (+RO)
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

Чтобы поместить функцию или переменную по специально указанному адресу, Вы должны поместить её в свою собственную секцию. Для этого есть несколько вариантов:

• Поместить функцию или элемент данных в их собственный исходный файл.
• Использовать __attribute__((at(address))), чтобы поместить переменные в отдельной секции по указанному адресу.
• Использовать __attribute__((section("name"))) чтобы поместить функции и переменные в именованную секцию.
• Использовать директиву AREA из языка ассемблера. В коде ассемблера наименьшей локализуемой единицей является AREA.
• Использовать опцию компилятора --split_sections, чтобы сгенерировать одну ELF-секцию для каждой функции в исходном файле. Эта опция приводит к незначительному увеличению размера кода, потому что потенциально уменьшает возможности по совместному использованию функциями адресов, данных и строковых литералов. Однако это может помочь уменьшить размер конечного образа, если линкеру разрешено удалять неиспользуемые функции при использовании armlink --remove.

[Пример размещения переменной по указанному адресу без scatter-загрузки]

Этот пример показывает, как изменить модуль исходного кода, чтобы поместить код и данные по указанному адресу, и это не потребует специального scatter-файла.

Процесс по шагам:

1. Создайте модуль исходного кода main.c со следующим содержимым:

#include < stdio.h >

extern int sqr(int n1);

int gSquared __attribute__((at(0x5000)));  // размещение по адресу 0x5000

int main(void)
{
   gSquared=sqr(3);
   printf("Value squared is: %d\n", gSquared);
   return 0;
}

2. Создайте исходный файл function.c со следующим кодом:

int sqr(int n1)
{
   return n1*n1;
}

3. Выполните компиляцию и линковку командами:

armcc -c function.c
armcc -c main.c
armlink --map function.o main.o -o squared.axf

Опция --map отобразит карту памяти образа. Также по умолчанию применяется опция --autoat.

В этом примере __attribute__((at(0x5000))) задает разместить глобальную переменную gSquared по абсолютному адресу 0x5000. Переменная gSquared помещается в регионе выполнения (execution region) ER$$.ARM.__at_0x00005000 и регионе загрузки (load region) LR$$.ARM.__at_0x00005000.

Примечание: хотя в исходном файле указан адрес 0x5000, имена региона и секции составляются из нормализованного адреса, состоящего из 8 шестнадцатеричных цифр.

Карта памяти покажет следующее:

...

Load Region LR$$.ARM.__at_0x00005000 (Base: 0x00005000, Size: 0x00000000,
                                      Max: 0x00000004, ABSOLUTE)
  Execution Region ER$$.ARM.__at_0x00005000 (Base: 0x00005000, Size: 0x00000004,
                                             Max: 0x00000004, ABSOLUTE, UNINIT)

  Base Addr    Size         Type   Attr      Idx    E Section Name        Object

  0x00005000   0x00000004   Zero   RW        13    .ARM.__at_0x00005000   main.o

[Пример размещения переменной в именованной секции с применением scatter-загрузки]

Этот пример показывает, как изменить модуль исходного кода, чтобы поместить код и данные по указанному адресу с помощью scatter-файла.

Процесс по шагам:

1. Создайте модуль исходного кода main.c со следующим содержимым:

#include < stdio.h >

extern int sqr(int n1);

// Переменная будет размещена в секции foo

int gSquared __attribute__((section("foo")));

int main(void)
{
   gSquared=sqr(3);
   printf("Value squared is: %d\n", gSquared);
   return 0;
}

2. Создайте исходный файл function.c, содержащий следующий код:

int sqr(int n1)
{
   return n1*n1;
}

3. Создайте scatter-файл, содержащий следующий регион загрузки:

LR1 0x0000 0x20000
{
   ER1 0x0 0x2000
   {
      *(+RO)                ; остальной код и данные только для чтения (read-only)
   }
   ER2 0x8000 0x2000
   {
      main.o
   }
   ER3 0x10000 0x2000
   {
      function.o
      *(foo)                ; переменная gSquared будет размещена в ER3
   }
   ; RW and ZI data to be placed at 0x200000
   RAM 0x200000 (0x1FF00-0x2000)
   {
      *(+RW, +ZI)
   }
   ARM_LIB_STACK 0x800000 EMPTY -0x10000
   {
   }
   ARM_LIB_HEAP  +0 EMPTY 0x10000
   {
   }
}

Примечание: здесь LR обозначает область загрузки (Load Region), ER область выполнения (Execution Region). Регионы ARM_LIB_STACK и ARM_LIB_HEAP необходимы, потому что программа линкуется с библиотеками семихостинга (semihosting libraries).

3. Выполните компиляцию и линковку командами:

armcc -c function.c
armcc -c main.c
armlink --map --scatter=scatter.scat function.o main.o -o squared.axf

Опция --map отобразит карту памяти образа. Также по умолчанию применяется опция --autoat.

В этом примере __attribute__((section("foo"))) указывает разместить глобальную переменную gSquared в именованной секции памяти foo. scatter-файл указывает разместить секцию foo в области выполнения (execution region) ER3.

Карта памяти покажет следующее:

  Load Region LR1 (Base: 0x00000000, Size: 0x00001570, Max: 0x00020000, ABSOLUTE)
...
    Execution Region ER3 (Base: 0x00010000, Size: 0x00000010, Max: 0x00002000, ABSOLUTE)

    Base Addr    Size         Type   Attr      Idx    E Section Name      Object

    0x00010000   0x0000000c   Code   RO          3    .text               function.o
    0x0001000c   0x00000004   Data   RW         15    foo                 main.o
...

Примечание: если Вы не укажете *(foo) в scatter-файле, то секция будет помещена в регион с таким же типом. В нашем примере это RAM.

[Пример размещения переменной по указанному адресу с применением scatter-загрузки]

Этот пример показывает, как изменить исходный код, чтобы поместить код и данные по специальному адресу с помощью scatter-файла.

Процесс по шагам:

1. Создайте модуль исходного кода main.c со следующим содержимым:

#include < stdio.h >

extern int sqr(int n1);

// Переменная будет помещена по адресу 0x10000:

const int gValue __attribute__((section(".ARM.__at_0x10000"))) = 3;

int main(void)
{
   int squared;

   squared=sqr(gValue);
   printf("Value squared is: %d\n", squared);
   return 0;
}

2. Создайте исходный файл function.c, содержащий следующий код:

int sqr(int n1)
{
   return n1*n1;
}

3. Создайте scatter-файл, содержащий следующий регион загрузки:

LR1 0x0
{
   ER1 0x0
   {
      *(+RO)                      ; остальной код и данные только для чтения (read-only)
   }
   ER2 +0
   {
      function.o
      *(.ARM.__at_0x10000)        ; gValue разместится по адресу 0x10000
   }
   ; Данные RW и ZI должны быть размещены по адресу 0x200000
   RAM 0x200000 (0x1FF00-0x2000)
   {
      *(+RW, +ZI)
   }
   ARM_LIB_STACK 0x800000 EMPTY -0x10000
   {
   }
   ARM_LIB_HEAP  +0 EMPTY 0x10000
   {
   }
}

Примечание: ZI обозначает память, инициализируемую нулями (zero-initialized). Регионы ARM_LIB_STACK и ARM_LIB_HEAP необходимы, потому что программа линкуется с библиотеками семихостинга (semihosting libraries).

3. Выполните компиляцию и линковку командами:

armcc -c function.c
armcc -c main.c
armlink --no_autoat --scatter=scatter.scat --map function.o main.o -o squared.axf

Опция --map отобразит карту памяти образа. Карта памяти покажет, что переменная gValue была размещена в области выполнения ER2 (execution region) по адресу 0x10000:

...
Execution Region ER2 (Base: 0x00001578, Size: 0x0000ea8c, Max: 0xffffffff, ABSOLUTE)

Base Addr    Size         Type   Attr      Idx    E Section Name      Object

0x00001578   0x0000000c   Code   RO          3    .text               function.o
0x00001584   0x0000ea7c   PAD
0x00010000   0x00000004   Data   RO         15    .ARM.__at_0x10000   main.o

В этом примере размер области выполнения ER1 неизвестен. Таким образом, переменная gValue может быть помещена в ER1 или ER2. Чтобы гарантировать, что gValue будет размещена в ER2, необходимо подключить соответствующий селектор в ER2, и выполнить линковку с опцией командной строки --no_autoat. Если Вы опустите --no_autoat, то gValue будет помещена в отдельный регион LR$$.ARM.__at_0x10000, который содержит регион выполнения ER$$.ARM.__at_0x10000.

[Пример размещения функции в RAM с помощью редактирования опций проекта]

В Keil имеется возможность для отдельного модуля исходного кода указать индивидуальные настройки. Этим можно воспользоваться, чтобы поместить код функции в оперативную память. Это может понадобится для функций самопрограммирования (например загрузчика) или для функций, критичных к времени выполнения (обработчиков прерывания).

Чтобы указать для модуля кода отдельные настройки (на примере проекта для процессора nRF52832 из SDK v12.3), выполните на нем правый клик мышью, и выберите Options.

Откроется окно диалога настроек свойств этого модуля. Чтобы разместить код этого модуля в RAM, в поле Code / Const введите IRAM1 [0x20002C38-0x2000FFFF].

Также можно открыть выпадающий список, и в нем выбрать нужный регион.

[Ссылки]

1. Methods of placing functions and data at specific addresses site:keil.com.
2. RAM retention between system resets (#pragma NOINIT replacement) site:devzone.nordicsemi.com.