痞子衡嵌入式：在IAR开发环境下将尽可能多的代码重定向到RAM中执行的方法

　　大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家分享的是在IAR开发环境下将尽可能多的代码重定向到RAM中执行的方法。
　　最近和同事在讨论一个客户案例，客户 APP 工程是基于 IAR 开发环境，客户希望将工程里尽可能多的代码都重定向到 RAM 里执行，仅留必要或者指定的源文件代码在 Flash 中执行。这个需求和痞子衡旧文 《在IAR下将关键函数重定向到RAM中执行的方法》 实现正好相反，正常需求都是指定一些代码重定向到 RAM，客户这次却是要保留一些指定代码在 Flash 中，其余全部都重定向到 RAM。
　　客户的这个需求原则上我们还是可以用老方法去做，即在 IAR 链接文件里将除了指定源文件外的其它 object 全部加入 initialize by copy 语句里，或者直接代码里对相关函数加 __ramfunc 或者 section 属性，但显然这种方式手工活太多比较繁琐，有没有更人性化的方式呢？当然有！这就是痞子衡今天要聊的话题：

• Note 1： 阅读本文前需要对 《IAR链接文件(.icf)》、《IAR映射文件(.map)》 这两种文件有所了解。
  
• Note 2： 本文使用的 IAR EWARM 软件版本是 v9.50.1。
  

一、代码全部重定向问题

　　在话题开始之前，我们先讨论一个问题。我们是否可以完全借助 IAR 自身特性将 APP 工程代码全部重定向到 RAM 里执行（即 CPU 不会在 Flash 里执行任何代码）？在回答这个问题之前，我们先来回忆一下代码重定向到底是如何完成的。一些被指定重定向的代码在链接时会被放到 RAM 区执行，但是会在 Flash 里留下其代码体机器码数据，这些数据需要从 Flash 里被拷贝到 RAM 里，这个拷贝动作是 IAR 底层函数 __iar_data_init3() 完成的，详见痞子衡旧文 《IAR启动函数流程之段初始化函数__iar_data_init3实现》 。
　　很显然 IAR 底层函数 __iar_data_init3() 也是 APP 工程代码的一部分，它是需要在 Flash 里执行的，它没法被重定向（因为没有代码负责将这个底层函数机器码再拷贝到 RAM），鉴于此，我们也就没法完全利用 IAR 自身特性去做整个 APP 工程代码的重定向。
　　如果想实现整个 APP 工程的重定向，则必须额外设计一个在 Flash 里执行的二级 Loader 工程，由这个 Loader 工程将 APP 工程全部数据从 Flash 里全部拷贝到 RAM 里再跳转，具体实现可见痞子衡旧文 《KBOOT形态(ROM/Bootloader/Flashloader)》 里的 2.3.1 小节。
二、IAR链接语法 initialize {} except {}

　　现在回到正题，要想实现客户需求，我们还得借助 IAR 自身，翻看 \IAR Systems\Embedded Workbench 9.50.1\arm\doc\EWARM_DevelopmentGuide.ENU 手册，可以找到如下关于 initialize 语法的定义，其中有可选的 except 语句，顾名思义，就是可以让一些指定的 object/section 不做 initialize 规定的动作，显然我们可以利用它来实现客户需求。

三、initialize {} except {} 语法实践

　　现在让我们试试这个语法，我们以 \SDK_2_16_000_MIMXRT1170-EVKB\boards\evkbmimxrt1170\demo_apps\hello_world\cm7\iar 工程的 flexspi_nor_debug build 为例，其配套链接文件是 MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor.icf，全部的 readonly 段分配在 0x30000000 - 0x30FBFFFF 空间（在 Flash 中），全部的 readwrite 段分配在 0x20000000 - 0x2003FFFF 空间（在 DTCM 中）。
3.1 试验：将 readonly 放入 initialize by copy 中

　　先来做第一个实验，不用 except 语法，就是将 readonly 也放入 initialize by copy 中，看看是不是能够将 APP 中全部代码重定向到 DTCM。

　　编译链接后，打开 map 文件，可以看到 Flash 地址空间内仅剩下 section .boot_hdr.conf 和 .boot_hdr.ivt（这两个段没被重定向，主要原因是链接文件里没有用 readonly 修饰） 以及和 IAR 底层函数拷贝动作相关的源文件函数（这里可以便于我们识别哪些函数是和初始化阶段拷贝动作相关的）。

　　这个结果表明，即使不显式地写出 except 语句，那些和拷贝动作相关的函数也会自动从 readonly 段里被挑出来，不受 initialize by copy 的影响。
3.2 试验：用 except 挑出 RT 启动头

　　上一个测试结果在 i.MXRT 下并不能正常工作，除了没有将 .boot_hdr.xxx 启动头全部放在 Flash 指定偏移处之外（两个没加 readonly 修饰的侥幸放对了），ARM 中断向量表也没有放在指定位置，会影响复位函数 Reset_Handler 的正常执行，因此在 i.MXRT 上我们至少应该将如下段放进 except 列表里：

　　编译链接后，这时候启动头以及中断向量表就被保留在 Flash 指定偏移处了，这个程序下载进 Flash 是可以被芯片正常启动执行的。

3.3 试验：用 except 挑出指定源文件

　　此时终于进入到客户需求实现阶段了，将需要被保留在 Flash 执行的源文件/函数全部列出备用。以 hello_world 工程为例，我们就将 hello_world.c 源文件里的代码全部保留在 Flash 里，这时候只需要将其加进 except 列表里即可：

　　编译链接后，可以看到 hello_world.o 里的 ro code 和 const data 均被显式地保留在 Flash 区域了，客户需求得以完美实现。

四、如何重定向到非RW段所在RAM？

　　前面借助 IAR 特性实现的代码重定向均是将代码放到 RW 段所在 RAM 区（DTCM），但是对于 i.MX RT 这样包含多个非连续 RAM 空间的芯片来说，如果客户希望是重定向到非 RW 段所在的 RAM 空间的话，那情况就大不同了。
　　关于将 APP 工程里一些源文件重定向到任意指定的 RAM，由于 IAR 自身的限制，痞子衡写过两篇文章 《在IAR下将整个源文件代码重定向到任意RAM中的方法》、《在IAR下手动拷贝自定义程序段到RAM中执行的方法》 介绍过实现方法，就是需要在相应代码里增加一些自定义段修饰，但是这种方法显然不适用客户这种需求（同样是因为手工活太多比较繁琐的原因）。
　　那这种需求该如何实现呢？这里留下一个思路，可以结合 IAR 的用户代码库制作，将无需重定向的代码之外的全部代码汇编成一个库(Lib)，然后对这个 Lib 整体再进行重定向，思路仅供参考。
　　至此，在IAR开发环境下将尽可能多的代码重定向到RAM中执行的方法痞子衡便介绍完毕了，掌声在哪里~~~
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