解析使用RT-Thread Studio指定特殊函数加载到RAM的方法

用ITCM给ART-Pi（STM32H7）代码加速 ， 这篇文章就提到了，将特殊的函数（如，算法相关）加载到速度更快的 ITCM，但是这篇文章中使用 GCC 编译器的时候，无法保证在断电复位后 RAM 段的代码不消失，所以本文来研究这个问题。

众所周知，RAM 是掉电丢失数据的，为了做到产品中也能使用这种操作，就需要将代码编译到 ROM 中，然后启动的时候，从 ROM 拷贝到 RAM 当中，知道了原理，具体如何操作呢？

二、RT-Thread Studio 指定特殊函数到RAM的办法

为了实现这种操作，需要知道可执行程序的生成过程，预处理- 》编译 -》汇编-》 链接，可以从这几个地方去着手解决这个问题。RTT Studio 使用的是 GCC 的编译器，所以修改相应的 GCC 文件就可以了。

1. 修改链接文件

为了实现这个目的，所以需要在链接文件中增加对应的 .section.

描述 ITCM 的属性

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：总长度

构造 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);

这里链接文件的修改的作用是，将__attribute__((section(".ITCM"))) int main(void) 这种指定函数到特殊区域的ITCM段的函数，编译后放到 ROM 里面，程序运行的时候从 RAM 取这个函数，这样可以在系统上电之后可以从 ROM 中把数据复制到 RAM 当中，这样就解决了上一篇文章的问题。这里定义了 2 个全局变量方便后续在汇编当中把函数从 ROM 拷贝到 RAM。

2. 修改启动汇编

startup_stm32h750xx.s这里只做了，已初始化值的数据，从 ROM 拷贝到 RAM 的操作，所以需要增加一些代码来实现把函数从 ROM 拷贝到 RAM
修改部分：

 1Reset_Handler:/*程序复位后的启动地址*/
 2ldrsp,=_estack/*设置SP*/
 3
 4ldrr0,=__itcm_rom_start/*加载放在了ROM当中，需要加载到ITCM中数据的起始地址到R0*/
 5ldrr1,=__itcm_start/*加载ITCM第一个函数的起始放置位置到R1*/
 6ldrr2,=__itcm_size/*加载ITCM的大小到R2*/
 7addr2,r1,r2/*R1加R2的值放到R2*/
 8
 91:
10cmpr2,r1/*比较R1与R2*/
11beq2f/*如果上面的比较之后是相等的则跳转到标签2*/
12ldrr3,[r0],#4/*将 R0寄存器里面存放的地址处的代码，写入到 R3 寄存器里面。然后 R0+ 4 */
13strr3,[r1],#4/*将R3中的数据写入以R1为地址的存储器中，然后R1+4*/
14b1b/*调回到标签1，循环拷贝*/
152:/*以下是未修改之前的GCC启动汇编代码*/
16
17/*CopythedatasegmentinitializersfromflashtoSRAM*/
18movsr1,#0
19bLoopCopyDataInit

这里使用了数字标签，所以跳转时候标签后缀为b或f,b==back ,f == forward。

这里的拷贝方法就是，知道程序下载之后放在了 ROM 的位置，然后从这个位置拷贝到 RAM 中去。

3. 将函数指定链接位置

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

三， 总结

1、用ITCM给ART-Pi(STM32H7)代码加速提到的方法，MDK 可以实现启动的时候将 ROM 中的函数搬运到 RAM 当中的操作，使用 RTT Studio 也可以实现

2、在 GCC 的链接文件可以描述一个文件的 section 的中数据的存放地址和加载地址不一致。

3、在 RT-Thread Studio 中实现这个操作，确实比 MDK 会复杂很多，对于研究底层的人而言，在 MDK 中很难看到这些细节，喜欢自定义操作的人而言，GCC 就更加的灵活了。

编辑：jq