痞子衡嵌入式：MCUXpresso IDE下將應用程式RW段分散鏈接的幾種方法-有解無憂

　　大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子，今天痞子衡給大家介紹的是MCUXpresso IDE下將應用程式RW段分散鏈接的幾種方法，

　　早期的 MCU 芯片，一般都會嵌入內部 Flash 和 RAM，并且 Flash 和 RAM 都只有一塊（即均在連續的映射地址范圍內），因此在鏈接應用程式時處理比較簡單，程式 RO 段全部放在單一 Flash 空間，程式 RW 段全部放在單一 RAM 空間即可，

　　隨著時代發展，現在的 MCU 越來越高端了，比如那些 Cortex-M7 內核的 MCU 中（最典型的代表 - 恩智浦 i.MXRT 系列）普遍引入了高速 TCM RAM，然后芯片內部也還有一些普通 On-chip RAM，當然芯片也能支持外擴大容量 SDRAM、PSRAM 等，在這種情況下就出現了多塊地址空間不連續的 RAM 區域，這時候該如何鏈接程式 RW 段到這些分散的 RAM 空間里呢？

　　最近痞子衡在支持一個美國G客戶，客戶做專案選用的 MCUXpresso IDE，在這個 IDE 下客戶沒有找到完美的 RW 段分散鏈接解決方案，今天痞子衡就給大家介紹一下 MCUXpresso IDE 下分散鏈接的幾種方法，也順便提一下 IAR、MDK 下的做法，

Note：本篇是《MCUXpresso IDE下工程鏈接檔案配置管理與自動生成機制》一文的進階篇，

一、準備開發環境

　　首先需要準備好環境，包含必要的軟體，痞子衡的環境如下：

集成開發環境： MCUXpresso IDE_11.4.0_6224，點此下載

軟體開發包： SDK_2.10.0_EVK-MIMXRT1170（Toolchain需包含MCUXpresso IDE），點此下載

二、引入RW段分散鏈接問題

　　我們先按照《MCUXpresso IDE下SDK工程匯入與workspace管理機制》一文步驟從 SDK 包里匯入生成一個工程（就選最簡單的 hello_world 吧），工程匯入成功后，會在 \MCUXpressoIDE_11.4.0_6224\workspace\evkmimxrt1170_hello_world_demo_cm7 下看到 .project 工程檔案，在 MCUXpresso IDE 下打開這個工程，然后調整工程設定 Memory 定義中順序如下：

　　原始 hello_world 程式里 RW 段大小為 264 bytes（包含 .data 和 .bss），再加上默認 4KB Heap 和 4KB Stack，這鏈接在 256 KB 的 SRAM_DTC_cm7 空間里（Alias 名為 RAM）肯定是沒問題的，

　　我們現在在 hello_world.c 檔案里加兩個全域變數 s_buf1 和 s_buf2，再重新編譯工程，發現工程編譯不過，因為默認鏈接配置下 IDE 把所有 RW 段全往 Alias 名為 RAM 的空間里放，導致 RAM 空間不夠用，但實際上芯片上還有很多空余 RAM2-8，怎么把空余 RAMx 利用起來？這就是問題所在，后面我們會嘗試利用 RAM 和 RAM4 來解決問題，

uint8_t s_buf1[1024 * 128] = {1};
uint8_t s_buf2[1024 * 256];

int main(void)
{
    s_buf1[0] = 0;
    s_buf2[0] = 0;

    // 代碼省略...
}

三、回顧IAR/MDK上解決方案

　　在研究 MCUXpresso IDE 下分散鏈接解決方案之前，我們先看看經典 IDE 下是怎么實作的，

　　首先來看 IAR 下 RW 段分散鏈接解決方案，我們只需要修改對應鏈接檔案 MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor.icf 如下，注釋掉原來 DATA_Region 和 DATA2_region 的分別定義，然后使用 | 運算子將它們的 mem 空間連在一起組成新的 DATA_Region 即可，底下 IAR 聯結器就會自動分配 RW, ZI 段到這個新 DATA_Region 里，

define symbol m_data_start             = 0x20000000;
define symbol m_data_end               = 0x2003FFFF;

define symbol m_data2_start            = 0x202C0000;
define symbol m_data2_end              = 0x2033FFFF;

　　再來看 MDK 下 RW 段分散鏈接解決方案，我們也只需要修改對應鏈接檔案 MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor.scf 如下，需要新增加一個 RW_m_data2 執行域（注意陳述句擺放位置），在新執行域中也按原 RW_m_data 域中一樣添加 .ANY (+RW +ZI) 即可，底下 MDK 聯結器就會自動分配 RW, ZI 段到這兩個 RW_m_data 空間里，

#define m_data_start                   0x20000000
#define m_data_size                    0x00040000

#define m_data2_start                  0x202C0000
#define m_data2_size                   0x00080000

四、MCUXpresso IDE下幾種解決方案

　　現在回到主題 MCUXpresso IDE 下分散鏈接是怎么實作的，一共有三種方法：

4.1 借助 cr_section_macros.h 里的宏

　　第一種方法是借助 MCUXpresso IDE 自帶的頭檔案 cr_section_macros.h 里的宏，用 __DATA(RamAliasName) 或者 __BSS(RamAliasName) 宏來修飾變數定義，這樣 MCUXpresso IDE 在鏈接時會自動將該變數放到指定 RAMx 里，

4.2 借助 GNU C 的 attribute 機制

　　第二種方法本質上與第一種一樣，只不過換個形式，需要借助 GNU C 里的 __attribute__ 機制，即用 __attribute__((section("UserSectionName"))) 語法來修飾變數定義，將其放到自定義程式段里，然后在 MCUXpresso IDE 鏈接配置設定界面 Extra linker script input sections 框里，將自定義程式段指定到具體 RAMx 里，

4.3 手動修改 .ld 鏈接檔案

　　前兩種方法雖然能解決問題，但是遇到多源檔案里大量變數定義時就比較麻煩了，不但需要挨個加相應修飾代碼，而且也要手工計算好空間大小（合理控制自定義段大小），隨著代碼增刪改動，做不到自適應，那么在 MCUXpresso IDE 下有沒有像 IAR/MDK 解決方案那樣省心的方式呢？

　　答案當然是有的！在 MCUXpresso IDE 鏈接配置設定界面去掉 Manage linker script 選項的勾選，將自動生成的 evkmimxrt1170_hello_world_demo_cm7_Debug.ld 檔案在同路徑下拷貝一份重新命名，然后在 Linker script 路徑里指定新的鏈接檔案，

　　打開鏈接檔案 evkmimxrt1170_hello_world_demo_cm7_Debug_User.ld，在里面分別找到 Main DATA/BSS SECTION 執行域，跟在后面緊接著加上 Secondary DATA/BSS SECTION 執行域就行了（仿照 Main Section 里的寫法，僅需要把 RAM 名字替換掉即可），底下 MCUXpresso IDE 聯結器就會自動分配 RW, ZI 段到這兩個 RAM 空間里，