Question

我有一些使用GCC构建的固件，可以在基于ARM Cortex M0的微控制器上运行。构建当前生成一个二进制映像，可以写入微控制器的程序存储器中。

由于与字段更新有关的原因，我需要将此图像分成两个部分，可以单独更新。我会将这些核心和应用称为。

核心：包含中断向量表，main()例程以及各种驱动程序和库例程。它将位于程序存储器的前半部分。
应用：包含特定于应用程序的代码。它将位于程序存储器的后半部分。它将在一个已知地址处有一个入口点，由核心调用以启动应用程序。它将通过已知地址访问核心中的函数和数据。

这里有一些明显的限制，我很清楚：

构建应用时，需要知道核心中符号的地址。因此必须首先构建核心，并且在链接应用程序时必须可用。
应用图片只会与其构建的特定核心图片兼容。
可以在不更新核心的情况下更新应用程序，反之亦然。

所有这一切都没问题。

我的问题很简单，如何使用GCC和GNU binutils构建这些图像？

基本上我想像正常的固件映像一样构建核心，然后构建应用程序映像，应用程序将核心视为库。但是，共享链接（这将需要动态链接机制）或静态链接（将复制用于应用程序二进制文件的核心功能）都不适用于此处。我尝试做的事情实际上要简单得多：使用已知的固定地址链接现有的二进制文件。我不清楚如何使用这些工具。

Answer 1

我们现在有这个工作所以我将回答我自己的问题。这是必要的，从正常的单一图像构建开始，将其转换为＆＃34;核心＆＃34;然后为＆＃34; app＆＃34;。

设置构建

决定如何将闪存和RAM分成核心和应用程序的单独区域。定义每个区域的起始地址和大小。
为核心创建链接描述文件。这将与平台的标准链接描述文件相同，只是它必须仅使用为核心保留的区域。这可以通过更改闪存和放大器的ORIGIN和LENGTH来完成。链接描述文件的MEMORY部分中的RAM条目。
创建一个头文件，声明应用的入口点。这只需要一个原型，例如：

void app_init(void);。

从核心C代码中包含此标头，并使用核心调用app_init()启动该应用。
创建一个符号文件，声明入口点的地址，该地址将是应用程序闪存区域的起始地址。我打电话给app.sym。它可以是以下格式的一行：

app_init = 0x00010000;

使用核心链接描述文件构建核心，并将--just-symbols=app.sym添加到链接器参数，以提供app_init的地址。保留构建中的ELF文件，我将调用core.elf。
为应用创建链接描述文件。这将再次基于该平台的标准链接器脚本，但使用闪存和放大器。 RAM内存范围已更改为为应用程序保留的范围。此外，还需要一个特殊部分，以确保在app_init部分的其余代码之前将.text放置在应用内Flash区域的开头：

SECTIONS
{
    .text :
    {
        KEEP(*(.app_init))
        *(.text*)

编写app_init函数。这将需要在汇编中，因为它必须在应用程序中的任何C代码被调用之前执行一些低级别的工作。它需要标记为.section .app_init，以便链接器将其放在应用程序闪存区域开头的正确位置。 app_init函数需要：
1. 使用来自flash的初始值在应用的.data部分填充变量。
2. 将应用的.bss部分中的变量设置为零。
3. 拨打该应用的C入口点，我将致电app_start()。
编写启动应用程序的app_start()函数。
使用app链接描述文件构建应用程序。此链接步骤应传递包含app_init，app_start以及app_start调用的任何尚未包含在核心中的代码的目标文件。链接器参数--just-symbols=core.elf应通过其地址传递给核心中的链接函数。此外，应传递-nostartfiles以省略正常的C运行时启动代码。

花了一段时间来解决这一切，但它现在运作良好。

Answer 2

首先......如果仅用于字段更新，则无需依赖核心空间中的中断向量表应用。我认为 ARM M0部件总是能够移动它。我知道它可以在一些（全部？）STM32Fx的东西上完成，但我相信这是一个ARM M-x的东西，而不是ST的东西。在决定让你的应用程序ISR都是从核心调用的钩子之前，先看看这个。

如果你打算与你的核心进行大量的交互（顺便说一句，我总是把那些在MCU上自我更新的片段称为“bootloader”），这是另一个建议：

让 Core 将指向功能的struct / table的指针传递到 App 入口点？

这将允许完全分离应用程序与核心的代码，除了共享标头（假设您的ABI不会更改）并防止名称冲突。

它还提供了一种合理的方法来防止GCC优化掉您可能只从 App 调用的任何函数，而不会弄乱您的优化设置或搞砸pragma。

core.h：

struct core_functions
{
    int (*pcore_func1)(int a, int b);
    void (*pcore_func2)(void);
};

core.c：

int core_func1(int a, int b){ return a + b; }
void core_func2(void){ // do something here }

static const struct core_functions cfuncs= 
{
    core_func1,
    core_func2
};

void core_main()
{
   // do setup here
   void (app_entry*)(const struct core_functions *) = ENTRY_POINT;
   app_entry( &cfuncs );
}

app.c

void app_main(const struct core_functions * core)
{
   int res;
   res = core->pcore_func1(20, 30);
}

下行/成本是一个轻微的运行时间＆amp;内存开销和更多代码。

使用GCC工具链构建两部分固件映像

2 个答案: