解析使用RT-Thread Studio指定特殊函數(shù)加載到RAM的方法

用ITCM給ART-Pi（STM32H7）代碼加速 ， 這篇文章就提到了，將特殊的函數(shù)（如，算法相關(guān)）加載到速度更快的 ITCM，但是這篇文章中使用 GCC 編譯器的時(shí)候，無(wú)法保證在斷電復(fù)位后 RAM 段的代碼不消失，所以本文來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。

眾所周知，RAM 是掉電丟失數(shù)據(jù)的，為了做到產(chǎn)品中也能使用這種操作，就需要將代碼編譯到 ROM 中，然后啟動(dòng)的時(shí)候，從 ROM 拷貝到 RAM 當(dāng)中，知道了原理，具體如何操作呢？

二、RT-Thread Studio 指定特殊函數(shù)到RAM的辦法

為了實(shí)現(xiàn)這種操作，需要知道可執(zhí)行程序的生成過(guò)程，預(yù)處理- 》編譯 -》匯編-》 鏈接，可以從這幾個(gè)地方去著手解決這個(gè)問(wèn)題。RTT Studio 使用的是 GCC 的編譯器，所以修改相應(yīng)的 GCC 文件就可以了。

1. 修改鏈接文件

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，所以需要在鏈接文件中增加對(duì)應(yīng)的 .section.

描述 ITCM 的屬性

1MEMORY
2{
3ROM(rx):ORIGIN=0x90000000,LENGTH=8192k
4RAM(rw):ORIGIN=0x24000000,LENGTH=512k
5RxDecripSection(rw):ORIGIN=0x30040000,LENGTH=32k
6TxDecripSection(rw):ORIGIN=0x30040060,LENGTH=32k
7RxArraySection(rw):ORIGIN=0x30040200,LENGTH=32k
8ITCM(rx):ORIGIN=0x00000000,LENGTH=64k
9}

ITCM (rx)：名字是 ITCM，r: Read-only sections. , x : Sections containing executable code.
ORIGIN =0x00000000: 起始地址
LENGTH =64k：總長(zhǎng)度

構(gòu)造 section

 1SECTIONS
 2{
 3.text:
 4{
 5.=ALIGN(4);
 6_stext=.;
 7KEEP(*(.isr_vector))/*Startupcode*/
 8.=ALIGN(4);
 9*(.text.*)
10*(.rodata)/*read-onlydata(constants)*/
11*(.rodata*)
12*(.glue_7)
13*(.glue_7t)
14*(.gnu.linkonce.t*)
15
16/*sectioninformationforfinshshell*/
17.=ALIGN(4);
18__fsymtab_start=.;
19KEEP(*(FSymTab))
20__fsymtab_end=.;
21
22.=ALIGN(4);
23__vsymtab_start=.;
24KEEP(*(VSymTab))
25__vsymtab_end=.;
26
27/*sectioninformationforutest*/
28.=ALIGN(4);
29__rt_utest_tc_tab_start=.;
30KEEP(*(UtestTcTab))
31__rt_utest_tc_tab_end=.;
32
33/*sectioninformationforatserver*/
34.=ALIGN(4);
35__rtatcmdtab_start=.;
36KEEP(*(RtAtCmdTab))
37__rtatcmdtab_end=.;
38.=ALIGN(4);
39
40/*sectioninformationformodules*/
41.=ALIGN(4);
42__rtmsymtab_start=.;
43KEEP(*(RTMSymTab))
44__rtmsymtab_end=.;
45
46/*sectioninformationforinitial.*/
47.=ALIGN(4);
48__rt_init_start=.;
49KEEP(*(SORT(.rti_fn*)))
50__rt_init_end=.;
51
52.=ALIGN(4);
53
54PROVIDE(__ctors_start__=.);
55KEEP(*(SORT(.init_array.*)))
56KEEP(*(.init_array))
57PROVIDE(__ctors_end__=.);
58
59.=ALIGN(4);
60
61_etext=.;
62}>ROM
63
64.ITCM:
65{
66.=ALIGN(4);
67__itcm_start=.;
68*(.ITCM)
69.=ALIGN(4);
70__itcm_end=.;
71}>ITCMAT>ROM
72__itcm_rom_start=LOADADDR(.ITCM);
73__itcm_size=SIZEOF(.ITCM);

這里鏈接文件的修改的作用是，將__attribute__((section(".ITCM"))) int main(void) 這種指定函數(shù)到特殊區(qū)域的ITCM段的函數(shù)，編譯后放到 ROM 里面，程序運(yùn)行的時(shí)候從 RAM 取這個(gè)函數(shù)，這樣可以在系統(tǒng)上電之后可以從 ROM 中把數(shù)據(jù)復(fù)制到 RAM 當(dāng)中，這樣就解決了上一篇文章的問(wèn)題。這里定義了 2 個(gè)全局變量方便后續(xù)在匯編當(dāng)中把函數(shù)從 ROM 拷貝到 RAM。

2. 修改啟動(dòng)匯編

startup_stm32h750xx.s這里只做了，已初始化值的數(shù)據(jù)，從 ROM 拷貝到 RAM 的操作，所以需要增加一些代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)把函數(shù)從 ROM 拷貝到 RAM
修改部分：

 1Reset_Handler:/*程序復(fù)位后的啟動(dòng)地址*/
 2ldrsp,=_estack/*設(shè)置SP*/
 3
 4ldrr0,=__itcm_rom_start/*加載放在了ROM當(dāng)中，需要加載到ITCM中數(shù)據(jù)的起始地址到R0*/
 5ldrr1,=__itcm_start/*加載ITCM第一個(gè)函數(shù)的起始放置位置到R1*/
 6ldrr2,=__itcm_size/*加載ITCM的大小到R2*/
 7addr2,r1,r2/*R1加R2的值放到R2*/
 8
 91:
10cmpr2,r1/*比較R1與R2*/
11beq2f/*如果上面的比較之后是相等的則跳轉(zhuǎn)到標(biāo)簽2*/
12ldrr3,[r0],#4/*將 R0寄存器里面存放的地址處的代碼，寫入到 R3 寄存器里面。然后 R0+ 4 */
13strr3,[r1],#4/*將R3中的數(shù)據(jù)寫入以R1為地址的存儲(chǔ)器中，然后R1+4*/
14b1b/*調(diào)回到標(biāo)簽1，循環(huán)拷貝*/
152:/*以下是未修改之前的GCC啟動(dòng)匯編代碼*/
16
17/*CopythedatasegmentinitializersfromflashtoSRAM*/
18movsr1,#0
19bLoopCopyDataInit

這里使用了數(shù)字標(biāo)簽，所以跳轉(zhuǎn)時(shí)候標(biāo)簽后綴為b或f,b==back ,f == forward。

這里的拷貝方法就是，知道程序下載之后放在了 ROM 的位置，然后從這個(gè)位置拷貝到 RAM 中去。

3. 將函數(shù)指定鏈接位置

1__attribute__((section(".ITCM")))
2intmain(void)
3{
4rt_uint32_tcount=0;
5
6rt_pin_mode(LED_PIN,PIN_MODE_OUTPUT);
7}

三， 總結(jié)

1、用ITCM給ART-Pi(STM32H7)代碼加速提到的方法，MDK 可以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)的時(shí)候?qū)?ROM 中的函數(shù)搬運(yùn)到 RAM 當(dāng)中的操作，使用 RTT Studio 也可以實(shí)現(xiàn)

2、在 GCC 的鏈接文件可以描述一個(gè)文件的 section 的中數(shù)據(jù)的存放地址和加載地址不一致。

3、在 RT-Thread Studio 中實(shí)現(xiàn)這個(gè)操作，確實(shí)比 MDK 會(huì)復(fù)雜很多，對(duì)于研究底層的人而言，在 MDK 中很難看到這些細(xì)節(jié)，喜歡自定義操作的人而言，GCC 就更加的靈活了。

編輯：jq