RT-Thread下IAR工程函數(shù)重定向為何失效？

硬件花園

大家好，我是痞子衡，是正經(jīng)搞技術的痞子。今天痞子衡給大家分享的是在IAR開發(fā)環(huán)境下RT-Thread工程函數(shù)重定向失效分析。
8 _$ ]& T- }9 z7 q* o& \痞子衡舊文 《在IAR下將關鍵函數(shù)重定向到RAM中執(zhí)行的方法》 里介紹了三種關鍵函數(shù)重定向方法，不過這三種方法只是寫法形式不同，本質(zhì)上沒啥區(qū)別，都是利用 IAR 鏈接器特性將函數(shù)重定向到工程數(shù)據(jù)段（RW）所在 RAM 里。
: a; l0 |% ~9 s$ _- a6 W" J; f對于 i.MXRT 這種擁有多塊地址非連續(xù)的 RAM 的芯片，其實我們也可以單獨將這些重定向函數(shù)放到一個指定的 RAM 里，不一定非得跟數(shù)據(jù)段放在同一個 RAM 里。具體實現(xiàn)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。
然而痞子衡最近在移植一個 i.MXRT1170  RT-Thread 工程時發(fā)現(xiàn)，在 IAR 鏈接文件里用自定義段來單獨指定重定向函數(shù)到 ITCM 竟然失效了，這是怎么回事？今天我們一起來看一下：
/ k' A* O6 l: S. o

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(shù)重定向做法我們以最經(jīng)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_sdram_debug（僅該 build 預編譯宏里有 XIP_BOOT_HEADER_DCD_ENABLE=1），即代碼段放在 Flash 里（0x30000000 - ），數(shù)據(jù)段放在 SDRAM 里（0x80000000 - ）。
4 e# h& W4 {9 ?0 _在時鐘初始化函數(shù) BOARD_BootClockRUN() 里會調(diào)用如下 UpdateSemcClock() 函數(shù)，這個函數(shù)需要重定向到 RAM 里執(zhí)行，在代碼里先將它放到自定義 CodeQuickAccess 段里。
/ y* V( T* C( |2 W#define AT_QUICKACCESS_SECTION_CODE(func) func @"CodeQuickAccess"
+ p8 e+ ^4 S$ Y8 R3 |% e#if defined(XIP_BOOT_HEADER_ENABLE) && (XIP_BOOT_HEADER_ENABLE == 1)
  ]& e- n4 e$ J. I6 d/ V#if defined(XIP_BOOT_HEADER_DCD_ENABLE) && (XIP_BOOT_HEADER_DCD_ENABLE == 1)
2 ]% K1 o' J& jAT_QUICKACCESS_SECTION_CODE(void UpdateSemcClock(void));
void UpdateSemcClock(void)
+ k) j: j% Q5 t9 J8 R% ^4 b9 b{
    SEMC->IPCMD = 0xA55A000D;
. ?- _0 L8 s* N' n, N0 _    while ((SEMC->INTR & 0x3) == 0);
    SEMC->INTR                                = 0x3;
    SEMC->DCCR                                = 0x0B;
    CCM->CLOCK_ROOT[kCLOCK_Root_Semc].CONTROL = 0x602;
}
#endif
#endif
然后在工程鏈接文件 MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor_sdram.icf 里（僅摘錄部分），再將 CodeQuickAccess 段單獨放在 ITCM 里（0x00000000 - ），這就是官方 SDK 里的做法。
+ r5 |  R  S7 P5 ~0 K$ }( H$ [define symbol m_data3_start            = 0x80000000;
$ G* _: a) a0 {! R5 rdefine symbol m_data3_end              = 0x82FFFFFF;
! d2 Q" x0 Z, ]9 b: Tdefine symbol m_qacode_start           = 0x00000000;
define symbol m_qacode_end             = 0x0003FFFF;
define region DATA3_region  = mem:[from m_data3_start to m_data3_end-__size_cstack__];
define region QACODE_region = mem:[from m_qacode_start to m_qacode_end];
define block RW            { first readwrite, section m_usb_dma_init_data };
define block QACCESS_CODE  { section CodeQuickAccess };
. l8 o" w& ^; Y8 zinitialize by copy         { readwrite, section .textrw, section CodeQuickAccess };
place in DATA3_region                  { block RW };
! Q$ _6 Q; u/ oplace in QACODE_region                 { block QACCESS_CODE };
( Y0 t+ }" \7 i! H, c/ m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 UpdateSemcClock() 函數(shù)相關的內(nèi)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(jīng)過重定向的，而且 UpdateSemcClock() 函數(shù)所在 clock_config.o 里包含了 60個字節(jié)的 rw code。
, c  ^; N2 H- F+ a( p*******************************************************************************
3 c- u" w. w. I1 ^+ W6 Y0 t*** PLACEMENT SUMMARY
***
7 x" w# N0 [0 J  i  i+ adefine block QACCESS_CODE { section CodeQuickAccess };
"P7":  place in [from 0x0 to 0x3'ffff] { block QACCESS_CODE };
1 s7 H( u6 H4 ~8 A3 s- r  Section              Kind         Address      Size  Object
  -------              ----         -------      ----  ------
4 B& V2 f% a1 g* A8 k"P7":                                            0x3c
$ O, s/ S& P. Z) I7 t# u, {  QACCESS_CODE                          0x0      0x3c  [B]
    QACCESS_CODE-1                      0x0      0x3c  [I]
      CodeQuickAccess  inited           0x0      0x3c  clock_config.o [1]
3 _4 S5 b8 @; o1 Z; s% w                                     - 0x3c      0x3c
' |0 s* z$ `, p9 C, G/ q*******************************************************************************
  r7 D- F! t1 B, Y! N5 W*** MODULE SUMMARY
% Q( Z- u5 D# O4 U***
& n+ R" @, `$ e: M    Module                              ro code  rw code  ro data  rw data
1 |8 m& o& e. k+ {0 e    ------                              -------  -------  -------  -------
1 ~0 K3 L* r( Z2 r+ n7 ?  q! Q    clock_config.o                        2'644       60      844
*******************************************************************************
*** ENTRY LIST
/ M" m$ N5 C* F) z***
    Entry                       Address   Size  Type      Object
# B' w8 h# B4 \6 p: k7 T    ----                       -------   ----  ----      ------
    UpdateSemcClock                 0x1   0x3c  Code  Gb  clock_config.o [1]
7 Y  v1 m" J) O$ S# A- G二、引出RT-Thread下函數(shù)重定向失效問題現(xiàn)在來看 RT-Thread 工程，也是一個簡單的 hello world（具體工程略去不表），其中 i.MXRT1170 芯片 BSP 部分直接來自于官方 SDK，鏈接文件也與 SDK 里一致，但是編譯鏈接工程后查看其映射文件，發(fā)現(xiàn)跟 UpdateSemcClock() 函數(shù)相關的內(nèi)容如下，CodeQuickAccess 的類別顯示的是 ro code， UpdateSemcClock() 函數(shù)所在 clock_config.o 里干脆連 rw code 都沒有。顯然函數(shù)重定向失效了，鏈接文件里 initialize by copy { section CodeQuickAccess }; 語句沒起作用，這顯然就是一個分散鏈接而已。
*******************************************************************************
*** PLACEMENT SUMMARY
***
5 s6 f5 G  b6 G+ z5 qdefine block QACCESS_CODE { section CodeQuickAccess };
- e7 U9 P4 h5 u; p; `/ E$ u! t"P7":  place in [from 0x0 to 0x3'ffff] { block QACCESS_CODE };
' y! g9 y. I8 a" T  Section              Kind         Address    Size  Object
  -------              ----         -------    ----  ------
"P7":                                          0x3c
& W7 U6 i$ Y4 w  QACCESS_CODE                          0x0    0x3c  [B]
# X* N. p% K7 X* {# C$ J! R    CodeQuickAccess    ro code          0x0    0x3c  clock_config.o [4]
                                     - 0x3c    0x3c
*******************************************************************************
*** MODULE SUMMARY
6 K9 G+ \) H. A% ]+ z# B& }% r***
3 q9 l; W2 T4 X( z5 l    Module                              ro code  ro data  rw data
    ------                              -------  -------  -------
" c4 \& p4 [- S3 ]  w5 C" ~% a9 W    clock_config.o                        2'768      784
7 l' I& N# }5 c* J: h* o5 k  V*******************************************************************************
. C2 e/ q- p  s. I5 a0 c*** ENTRY LIST
6 ], S" o6 k" l6 ]* ]. d# Q***
    Entry                       Address   Size  Type      Object
    ----                       -------   ----  ----      ------
    UpdateSemcClock                 0x1    0x3c  Code  Gb  clock_config.o [4]
: V0 \* @( r2 [! O! W三、RT-Thread下函數(shù)重定向失效分析第一節(jié)里 SDK 裸機環(huán)境下函數(shù)重定向做法不會失效，RT-Thread 環(huán)境下同樣的做法就失效了，難道 IAR 對 RTOS 支持不友好？但是痞子衡在 \SDK_2.11.0_MIMXRT1170-EVK\boards\evkmimxrt1170\rtos_examples\freertos_hello 下做了相同實驗，F(xiàn)reeRTOS 下這種函數(shù)重定向方式也是沒有問題的（FreeRTOS 內(nèi)核啟動是在 main() 里），所以這個問題主要跟 RT-Thread 內(nèi)核代碼結(jié)構設計有關。
+ V& ?2 B' L* r4 U+ g) h3 K經(jīng)過裸機工程、RT-Thread 工程、FreeRTOS 工程三者對比，痞子衡找到了問題所在。RT-Thread 內(nèi)核啟動是在 /src/components.c 文件中的 __low_level_init() 函數(shù)里，而這個 __low_level_init() 函數(shù)本應是 IAR 入口函數(shù) __iar_program_start() 中的一部分（IAR 系統(tǒng)庫里有一個內(nèi)置 PUBWEAK 版本），但是 RT-Thread 重實現(xiàn)了這個 __low_level_init() 函數(shù)，很不幸的是 IAR 鏈接器對于自定義段的函數(shù)重定向認定與原內(nèi)置 __low_level_init() 函數(shù)設計有某種內(nèi)在關聯(lián)。
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RT-Thread 代碼：https://gitee.com/rtthread/rt-thread/blob/gitee_master/src/components.c