linker - 如何使用 Cortex M0+ 上的链接描述文件复制中断向量表？

Question

首先，我希望我问的不是以前已经问过的问题。我已尽可能多地进行搜索，但没有找到我的特定问题的答案或有用的东西。

我正在研究运行 Cortex M0+ 内核的 FRDM-KL82Z 板。我正在使用 MCUXpresso IDE v10.0.2 和 Segger J-Link 程序员，尽管我认为这与这个问题无关。

这个项目需要一个自定义的引导加载程序和由不同开发人员编写的应用程序，每个 block 都有自己的闪存空间:8K 用于引导加载程序，120K 用于应用程序(这在未来可能会改变，但目前没什么大不了的) ).

一旦引导加载程序完成，它将管理到应用程序空间的跳转，应用程序将更改向量表偏移寄存器 (VTOR)，以便中断向量表从引导 IVT 更改为应用程序 IVT。这已经成功测试。

我的目标是设置链接器脚本文件，以便应用程序开发人员可以在引导加载程序完成之前在开发板上构建和调试他们的项目，因为他们将同时开发。这样做的原因是他们可以在最终版本中使用应用程序空间。

我认为复位向量和配置位必须位于它们的默认位置，因为硬件每次需要读取它们时都会转到相同的位置。

我的第一个想法是禁用自动链接描述文件生成并修改 MyProject_Debug.ld 文件。

脚本自动生成的内容:

INCLUDE "LEDTest_Debug_library.ld"
INCLUDE "LEDTest_Debug_memory.ld"

ENTRY(ResetISR)

SECTIONS
{
    /* MAIN TEXT SECTION */
    .text : ALIGN(4)
    {
        FILL(0xff)
    __vectors_start__ = ABSOLUTE(.) ;
    KEEP(*(.isr_vector))
    /* Global Section Table */
    . = ALIGN(4) ;
    __section_table_start = .;
    __data_section_table = .;
    LONG(LOADADDR(.data));
    LONG(    ADDR(.data));
    LONG(  SIZEOF(.data));
    LONG(LOADADDR(.data_RAM2));
    LONG(    ADDR(.data_RAM2));
    LONG(  SIZEOF(.data_RAM2));
    __data_section_table_end = .;
    __bss_section_table = .;
    LONG(    ADDR(.bss));
    LONG(  SIZEOF(.bss));
    LONG(    ADDR(.bss_RAM2));
    LONG(  SIZEOF(.bss_RAM2));
    __bss_section_table_end = .;
    __section_table_end = . ;
    /* End of Global Section Table */

    *(.after_vectors*)


    /* Kinetis Flash Configuration data */
    . = 0x400 ;
    PROVIDE(__FLASH_CONFIG_START__ = .) ;
    KEEP(*(.FlashConfig))
    PROVIDE(__FLASH_CONFIG_END__ = .) ;
    ASSERT(!(__FLASH_CONFIG_START__ == __FLASH_CONFIG_END__), "Linker Flash Config Support Enabled, but no .FlashConfig section provided within application");
    /* End of Kinetis Flash Configuration data */


    } >PROGRAM_FLASH

    .text : ALIGN(4)
    {
        *(.text*)
        *(.rodata .rodata.* .constdata .constdata.*)
        . = ALIGN(4);
    } > PROGRAM_FLASH
    /*
     * for exception handling/unwind - some Newlib functions (in common
     * with C++ and STDC++) use this. 
     */
    .ARM.extab : ALIGN(4) 
    {
        *(.ARM.extab* .gnu.linkonce.armextab.*)
    } > PROGRAM_FLASH
    __exidx_start = .;

    .ARM.exidx : ALIGN(4)
    {
        *(.ARM.exidx* .gnu.linkonce.armexidx.*)
    } > PROGRAM_FLASH
    __exidx_end = .;

    _etext = .;


    /* USB_RAM */
    .m_usb_data (NOLOAD) :
    {
        *(m_usb_bdt)
        *(m_usb_global)
    } > USB_RAM
    /* possible MTB section for USB_RAM */
    .mtb_buffer_RAM2 (NOLOAD) :
    {
        KEEP(*(.mtb.$RAM2*))
        KEEP(*(.mtb.$USB_RAM*))
    } > USB_RAM

    /* DATA section for USB_RAM */
    .data_RAM2 : ALIGN(4)
    {
         FILL(0xff)
        PROVIDE(__start_data_RAM2 = .) ;
        *(.ramfunc.$RAM2)
        *(.ramfunc.$USB_RAM)
        *(.data.$RAM2*)
        *(.data.$USB_RAM*)
        . = ALIGN(4) ;
        PROVIDE(__end_data_RAM2 = .) ;
     } > USB_RAM AT>PROGRAM_FLASH

    /* MAIN DATA SECTION */
        /* Default MTB section */
        .mtb_buffer_default (NOLOAD) :
        {
           KEEP(*(.mtb*))
        } > SRAM
    .uninit_RESERVED : ALIGN(4)
    {
        KEEP(*(.bss.$RESERVED*))
        . = ALIGN(4) ;
        _end_uninit_RESERVED = .;
    } > SRAM
    /* Main DATA section (SRAM) */
    .data : ALIGN(4)
    {
       FILL(0xff)
       _data = . ;
       *(vtable)
       *(.ramfunc*)
       *(.data*)
       . = ALIGN(4) ;
       _edata = . ;
    } > SRAM AT>PROGRAM_FLASH
    /* BSS section for USB_RAM */
    .bss_RAM2 : ALIGN(4)
    {
       PROVIDE(__start_bss_RAM2 = .) ;
       *(.bss.$RAM2*)
       *(.bss.$USB_RAM*)
       . = ALIGN (. != 0 ? 4 : 1) ; /* avoid empty segment */
       PROVIDE(__end_bss_RAM2 = .) ;
    } > USB_RAM 
    /* MAIN BSS SECTION */
    .bss : ALIGN(4)
    {
        _bss = .;
        *(.bss*)
        *(COMMON)
        . = ALIGN(4) ;
        _ebss = .;
        PROVIDE(end = .);
    } > SRAM
    /* NOINIT section for USB_RAM */
     .noinit_RAM2 (NOLOAD) : ALIGN(4)
    {
       *(.noinit.$RAM2*)
       *(.noinit.$USB_RAM*)
       . = ALIGN(4) ;
    } > USB_RAM 
    /* DEFAULT NOINIT SECTION */
    .noinit (NOLOAD): ALIGN(4)
    {
        _noinit = .;
        *(.noinit*) 
         . = ALIGN(4) ;
        _end_noinit = .;
     } > SRAM
    .heap :  ALIGN(4)
    {
        _pvHeapStart = .;
        . += 0x1000;
        . = ALIGN(4);
        _pvHeapLimit = .;
    } > SRAM
       .heap2stackfill  : 
    {
        . += 0x1000;
    } > SRAM
     .stack ORIGIN(SRAM) + LENGTH(SRAM) - 0x1000 - 0:  ALIGN(4)
    {
        _vStackBase = .;
        . = ALIGN(4);
        _vStackTop = . + 0x1000;
    } > SRAM
}

我试图在 this guide about de GNU linker 中查找信息但我的想法到目前为止还没有奏效。我试过的:

1. 在配置字之后将位置计数器设置为不同的值并复制在文本部分之前截断的 ISR_vector 代码:

   ...
   /* End of Kinetis Flash Configuration data */
   
   
   } >PROGRAM_FLASH
   
   .text : ALIGN(4)
   {   
       /*  MODIFIED CODE   */
   
       . = 0x2000;     /*  First position of App code  */
        FILL(0xff)
       __vectors_start__ = ABSOLUTE(.) ;
       KEEP(*(.isr_vector))
   
       /*  END OF MODIFIED CODE    */
   
       *(.text*)
       *(.rodata .rodata.* .constdata .constdata.*)
        . = ALIGN(4);
   } > PROGRAM_FLASH
   ...
   

当我这样做并打开 .hex 文件时，配置字 (0x400) 和应用程序空间 (0x2000) 开始之间的空间实际上是空的(全是 0xFF)，但 0x2000 之后的代码完全不像IVT 表。

1. 如果我在 IVT 代码行之前将位置计数器移动到 0x2000，它会有效地将 IVT 地址移动到 0x2000 位置。为此，我将 Config Words 部分移到 IVT 部分之前，因为定位计数器无法向后移动。

2. 我已经尝试在内存映射中创建一个引导加载程序部分，具有正确的起始位置和长度位置，并将默认情况下放置在 PROGRAM_FLASH 部分中的每一行复制到一个新的行，然后转到 BOOTLOADER(末尾带有“> BOOTLOADER”的相同代码)。在这种情况下，de IVT 仅出现在引导空间中。

链接描述文件是否有可能只将 de IVT 放在第一个指示的位置，然后忽略所有其他调用？我究竟做错了什么？我是否应该尝试另一种方法来实现这一目标？

非常感谢，我知道它很长!

Answer 1

我认为仅使用链接器恶作剧是不可能复制向量表的。链接描述文件不会让您多次匹配同一个符号，以便您可以输出两次。

来自binutils 2.29 manual :

If a file name matches more than one wildcard pattern, or if a file name appears explicitly and is also matched by a wildcard pattern, the linker will use the first match in the linker script.

我在完全没有使用任何通配符模式的情况下对其进行了测试，结果相似，因此我认为链接器不会让您输出相同的符号两次。

我还尝试使用 objcopy 创建一个重命名的向量表副本，该副本可以从链接描述文件中引用，但该表最终全为零，整个方法相当复杂，所以我认为这不值得追求。

如果您想在现在和引导加载程序完成之间尽可能保持应用程序代码相似，我建议采用不同的方法:

利用现有链接描述文件提供的 __vectors_start__ 符号，这样即使您更改了链接描述文件，您的代码也始终知道向量表的位置。

void relocate_vector_table(void) {
    extern unsigned __vectors_start__;
    SCB->VTOR = (unsigned)&__vectors_start__;
}

这将允许相同的代码适用于您当前的配置(无引导加载程序，ROM 从 0x0 开始)和您最终的引导加载程序配置(ROM 从 0x2000 开始)。