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STM32F1系列之使用链接脚本链接代码

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STMCU小助手 发布时间:2022-8-27 13:59
一、链接脚本的作用
( e& g: k6 r- i" |8 f9 w! a/ I9 [/ @链接脚本的作用就是用来指定程序的链接方式的,一个程序中包含各种文件,例如start.o、main.o、led.o等,每个文件有包含如代码段、数据段等各种段,而链接脚本的作用就是用来指定各种文件各种段的链接方式。前面我们都没有使用链接文件,只使用了-Ttext参数来指明代码段的链接地址,其他都是按照默认链接的,使用之前曾强调要将start.o文件放在最前面。
3 [- S4 M# y. M7 \; Y* y$ w2 P; u+ G  ]% r, s% G
二、编写链接文件
7 F8 p  p% ~- S* U' h9 r将Makefile中的链接命令改为如下所示' {9 T; X8 n* [

7 l$ [7 B+ G0 B: ~) ~1 z
  1. $(LD) -g $(OBJECTS) -T stm32f103zet6.ld -o $@
复制代码

+ c" y4 {8 m& c# z: W. i% ^* C% }接着编写一个最简单的链接文件stm32f103zet6.ld如下所示,其实这个和之前的-Ttext 0x80100000参数效果是一样的。首先SECTIONS {}是链接文件的语法,表示程序的所有段都在其中;然后. = 0x80100000表示当前地址设置为0x80100000,亦即链接的起始地址为0x80100000;. = ALIGN(4)表示当前地址按4字节对齐;.text表示段名,*(.text)表示将所有文件的代码段都存放在此。. p# V+ \8 v* E6 H: t  M9 i& Z7 Q
8 Z1 T6 z% T! `; o$ q5 ?
  1. SECTIONS {
    ( f* [$ ~, `/ }0 K# ]
  2.     . = 0X8000000;6 l1 q3 ~; m3 T" Q

  3. 5 C) p. W7 j' E. X6 ]4 D. D
  4.     . = ALIGN(4);
      z9 I" K/ c  x) E/ r
  5.     .text      :4 b2 `; x& V/ U! `8 a' i
  6.     {
    2 L; ^; g! i3 z6 \+ C# g8 A* C
  7.       *(.text)& C& v4 k5 T  R$ y9 h, h2 b) J
  8.     }
    3 l+ g  n: J4 e
  9. }
复制代码

( ^' C5 N3 [& f  Q4 O5 G我们打开反汇编文件,可以看到段名为.text的段,同时其链接地址也是从0X8000000开始的
9 b! p. ^' H: C, p1 R/ v7 w, Q- W7 B; O
20210124230324612.png
( c5 R" n  [0 |7 L# m# g
6 M0 q9 m0 B( r4 m0 u三、指定内存区域
( [" ?& G0 [1 ]3 @3 I- g3 l) Z6 J. v因为对于在STM32F103这类资源紧缺的单片机芯片中:8 s5 H! Y( u7 f4 i! K5 Y
代码段保存在Flash上,直接在Flash上运行(当然也可以重定位到内存里)# y1 T. v% k, [/ U& l
数据段暂时先保存在Flash上,然后在使用前被复制到内存里(只读数据段不复制)
' r. `0 z5 p% I; R7 R% p所以我们要给予代码段和数据段不同的保存地址,在链接文件中添加如下内存区域指定说明,分别定义RAM和FLASH两个内存区域,分别对应stm32芯片上的ram和flash区域,其中Flash区域可读可执行,开始地址为0x08000000,长度为512K,Ram区域可读可写可执行,开始地址为0x20000000,长度为 64K8 e" R5 A3 s. v& y( E2 l

8 g8 [/ G# D* j5 |" S8 p
  1. MEMORY" \" \! P- T: t1 h2 z& C; q; ]
  2. {
    * i. c, q$ o. x3 V% @& ~, _
  3. RAM (xrw)      : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 64K" L8 ]/ F% \  Q2 t
  4. FLASH (rx)      : ORIGIN = 0x8000000, LENGTH = 512K9 r) }5 K# l/ e( C1 W3 ?" j
  5. }
复制代码
  u; @% J) C- M& u
然后添加只读数据段、数据段、BSS段并指定其内存区域,修改完的链接文件如下
. h' [5 t  e" J0 z. J
1 v* }% \) t4 z. U+ I+ ^0 J+ j
  1. /* 指定内存区域 */
    ; l4 l9 `* g% `! P! K
  2. MEMORY4 a6 {+ b0 J( W- {
  3. {8 N( w5 \' b0 _/ L/ ^
  4.     FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K
    1 l" J6 V! ]. r" a2 b! l3 o
  5.     RAM (xrw)   : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 64K) F; a# v5 y2 ]! h' }( l4 f
  6. }
    / z6 u: D% R" X4 q7 r

  7. + ~% D& V% C; _
  8. SECTIONS {
    # P% o3 l. q# L% `/ p+ ^" _

  9. . g- ~' m) ~$ G! I% ?
  10.     .text      :3 ]% j; X6 m! t& A/ N6 N  C9 g( K
  11.     {
    $ y- w# ~$ J/ ~: d% u1 m& q
  12.         . = ALIGN(4);
      G6 r6 h$ S- x5 \* t7 w
  13.         *start.o (.text)5 X% G' n# P) F
  14.         *main.o (.text)
    0 _# |2 r% _( N0 q  t/ n
  15.         *(.text)
    ! j0 `2 s% l8 i" I; j& e1 d, W2 _
  16.     } > FLASH
    % t  n1 l, r# ?8 D0 h+ M$ R5 P
  17. 1 l1 D$ {/ g' r; V& l
  18.     .rodata :
    7 z3 j0 \$ j3 J: O
  19.     {0 l. B+ l$ g7 ^- n
  20.         . = ALIGN(4);5 }& z! c& q0 d  j
  21.         *(.rodata)         /* .rodata sections (constants, strings, etc.) */
    & k- C' s2 {9 N% v$ m  w
  22.         *(.rodata*)        /* .rodata* sections (constants, strings, etc.) */
    0 p4 ^2 k& A! v, d5 ^7 H# S  E1 N
  23.         . = ALIGN(4);9 L0 |$ F- B% ]1 v+ d! }0 ?3 D+ A0 a1 L
  24.     } >FLASH4 L! y' m$ T7 b& l% |  M8 N: n
  25. # g, p* g$ u) p
  26.     .data :
    9 ]- t2 F  l) [4 ]# h
  27.     {
    6 {1 C# y9 Z" M8 s. j( K: ]5 S
  28.         . = ALIGN(4);
    ' R. h3 f, D! v, ?! ]
  29.         _sdata = .;        /* create a global symbol at data start */
    , X% L- o! B5 M) `
  30.         *(.data)           /* .data sections */
    9 J3 u* [) g# Q) k
  31.         *(.data*)          /* .data* sections */6 `' k/ E9 T) L( T& z8 ]7 T# s
  32.         . = ALIGN(4);! M' q" d; R# ]( W
  33.         _edata = .;        /* define a global symbol at data end */
    ( h! p0 _% K. b& b) d0 r' y3 O
  34.     } >RAM) b1 w: `5 b" q. c. x% Y: E2 n6 D
  35. ) [# c" E, p' x1 W1 o/ J& D
  36.     . = ALIGN(4);
    # t% n9 i! J7 U; I/ F5 D
  37.     .bss :
    ! y& |5 w6 Y3 |( j- ^
  38.     {; u" v( m/ d7 \& u
  39.         /* This is used by the startup in order to initialize the .bss secion */
    $ C, F$ U5 N7 k/ w5 B9 d  Y" Q
  40.         _sbss = .;         /* define a global symbol at bss start */* e4 n: E$ T6 Q. a2 l
  41.         __bss_start__ = _sbss;
    # @4 E) T* _9 N' S1 q# c
  42.         *(.bss)  |% j# ~  f/ }# c( W' ]/ ]
  43.         *(.bss*)
    # j. d' `6 m9 W# X
  44.         *(COMMON), @9 d$ E+ r; H  m! y. I: E+ q( y0 V
  45.   B* c; a) Y! C- B
  46.         . = ALIGN(4);' L. N6 |. g- C9 h
  47.         _ebss = .;         /* define a global symbol at bss end */
    4 M# E: n2 J  R: i. X9 j
  48.         __bss_end__ = _ebss;
    : W' L1 G1 A! g2 g- J3 W
  49.     } >RAM
    + P- u- T% w: f- c/ L# e
  50. }( s& {' y' B/ @9 P9 B
复制代码

, d8 L5 ^- S  c; ^$ i然后修改main程序添加如下全局变量& \! R6 g, z+ j. G) c; c

  m3 Z) A, b* ^ 20210104000036956.png ( @2 D0 ?4 a1 n# D0 _
( \7 N1 N/ g3 d- ]  `! c
使用make编译,打开反汇编文件,找到如下所示,可以看到这三个段分别存放着刚刚定义的C语言中的全局变量。
+ ~2 ]8 j) y% x4 g首先,只读数据段.rodata中放置加const修饰的变量myconst,其存放在Flash区域;$ e6 ]. {. k5 S- x  u( O
然后,数据段data中已初始化的全局变量mydata,其存放在Ram区域;/ B2 `( g# h$ k$ X. y8 f& D  r
最后,bss段放置未初始化或初始化为零的全局变量,同样也存放在Ram区域。
0 c( |1 @- v0 b9 ?/ ~
" J& x/ x+ I# P2 c! Z5 D5 x 20210124233334501.png . V4 Z4 _4 L# q. L7 A8 ~

6 E4 A9 _- X  m! |. L3 ~0 k3 @5 E四、验证
# W& P+ \+ I) x2 a( |  w$ a修改mian.c如下所示,添加各个变量地址的打印/ h9 ?: v& m- [; B; m+ |& e

* N, N  O/ M  r
  1. #include "uart.h"  V" b- U  U- y
  2. #include "led.h"
    7 e& b+ _4 p" }) C7 C: S# Z- q- j

  3. 0 Z; t8 a+ o# l2 o1 _, J
  4. int mydata = 0x12315;- o2 v! M5 S7 \
  5. const int myconst = 0x22315;
    1 v9 P1 i, c/ s2 |) f
  6. int myzero = 0;
    ' u4 {: v0 X: O6 A3 h
  7. int my;
      c1 I. Z: P6 b; H- V4 F. v! S

  8. % C9 M  ?4 g# l7 t# G( M5 c
  9. int main(void)
    + r7 k. b0 k' r) B
  10. {  Q8 Q" G. m- ?7 M. ~# N& N4 r
  11.     uart_init();
    4 {+ y& C4 H& v, g# q( I% Z
  12.     led_init();# C+ Q0 y) |$ u$ D! l/ a( f
  13.     putstring("stm32f103zet6\r\n");) F! N' z( O6 L7 y2 i: M$ |
  14.         putstring("mydata\t:");8 {5 b- R8 z: p. ~( `# l: B
  15.     puthex((unsigned int)&mydata);6 t& i0 v9 W" W# l% Y" e7 w
  16.     putstring("\r\nmyconst\t:");- P, H% S! X; H  \. r) R1 m3 l
  17.     puthex((unsigned int)&myconst);/ `8 o+ n* s4 {! n" u
  18.         putstring("\r\nmyzero\t:");
    , x& h. ~! t" E  r5 h) I, m
  19.     puthex((unsigned int)&myzero);
    9 g" ]& f: i. O( h7 P
  20.     putstring("\r\nmy\t:");
    2 f- L6 m: I% c) A5 {
  21.     puthex((unsigned int)&my);
    3 C( Z+ Y' X6 I/ h
  22.     putstring("\r\n");6 @  n: W) s) o6 T$ [0 ]7 x" U, N; L
  23. " V3 K! Z9 b" e! F# [
  24.     while(1)
    - S. m; x0 B( S
  25.     {( D: a& d* D6 T0 B
  26.                 putstring("led on\r\n");  v/ D& s0 i% X9 k  T" U% y7 C2 m
  27.         led_on();; G% q' u, M2 y1 L0 G4 e
  28.         delay(1000000);4 O" N: |+ x7 t4 {# ~; }( o6 y

  29. % e/ O* ~( Q, Z
  30.                 putstring("led off\r\n");
    . x# n; ?" ?7 r! R
  31.         led_off();( U+ m. \2 [; [% d2 k) D; ]' H0 W' j
  32.         delay(1000000);
    3 f) z/ S( [& x* x+ w4 P
  33.     }' Z( Z0 }0 k- X1 ]! W6 w7 V
  34. }
复制代码

& G$ Q9 \+ _5 F6 h5 V编译烧录运行,并于反汇编文件做对比,可以看到,其地址完全符合:
. Q! t; R! `# \) t
) k, t; l' N  D 20210124234104593.png + ]0 L, q" K2 T" A: I

) Y' G, O& w' N; J" q————————————————
! V  e/ `% X8 x: iWillliam_william) t! U+ z! k4 w1 R5 Q* n

( s1 h2 H# Y; u  S' c
5 f- Q* L) T7 ?+ D8 v
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