【实战经验】KEIL中如何让程序在 RAM 中运行

发表于 2015-12-28 11:58

本帖最后由香水城于 2017-8-16 14:12 编辑

KEIL中如何程序在 RAM 中运行

前言
最近老是遇到使用KEIL时需要将部分或者全部程序放到RAM中运行的问题。故此花了不少时间搜索资料和几番尝试，现将其总结在本篇**中，也是为大家以后的工作节省时间罢。本文中会介绍通过STM32F411Nucleo的一个例子来介绍几种让程序在RAM中运行的方法。在该例子中，通过调用ToggleLED函数来翻转LED2亮灭。接下来，我们将通过多种方法将这段代码放在RAM中运行。

ToggleLED函数从Flash中执行的情况
我们先来看看ToggleLED函数从Flash中执行的情况。下面是ToggleLED函数和它的调用情况。在main函数的while（1）里调用ToggleLED。

Linker的配置为，见下图：
Flash起始地址：0x08000000
RAM起始地址：0x20000000

编译后从map文件可以看到，ToggleLED以及其中调用到的HAL_GPIO_TogglePin和HAL_Delay函数的地址都在FLASH中。

将翻转LED的程序放到SRAM中执行
方法一：通过#pragma arm section code = “RAMCODE ”和#pragma arm section。参考Example1代码。
这种方式，可以同时将多个函数放到指定的section。具体方法如下：
1. 修改.sct文件，自定义一个叫做RAMCODE的section，放在RW_IRAM1执行区域，地址范围0x20000000~0x20020000。

2. 在工程中使用前面修改的.sct文件

3.以#pragma arm section code = “RAMCODE” 开头，以#pragma arm section结尾。将所有需要放到RAMCODE section的函数包括进来。编译时，编译器会自动将这些函数放到RAMCODE所在0x20000000开始的区域。

4.从map文件里，可以看到这四个函数都已经被放到了SRAM中。

方法二：通过__attribute__((section(“name ”)))
在KEIL中可以通过__attribute__((at(address)))的方式将变量放到指定的位置。
通过__attribute__((section(“name ”)))的方式将变量或者函数放到指定的位置。
下面我们来看看如何通过这种方式将程序放到SRAM中执行。可以参考Example2的代码。
1.同样，我们需要修改.sct文件，自定义一个叫做RAMCODE的section，并在工程选项的linker页面中，选择定义好的.sct文件。（见方法一中的第1，2步）

2.在需要放到RAM中的函数前，用__attribute__((section("RAMCODE")))声明该函数放在RAMCODE section中。注意，该函数中调用到的所有函数也要放到RAMCODE section中。

3.从编译后的map文件可以看出，ToggleLED以及它调用到的所有函数都被到了RAM中。

方法二可以覆盖方法一，也就是说如果你同时用方法一和方法二对同一个函数的执行区域做了说明。最终起作用的是方法二。我们可以通过Example3来说明
1.修改.sct文件。将SRAM分为两个执行区RW_IRAM1和RW_IRAM2。Section RAMCODE1，RAMCODE2分别位于0x20000000开始，和0x20010000开始的两个64KB的区域。

2.在代码中, HAL_GetTick被放在了#pragma的作用域内被声明放在RAMCODE1 section，同时又用__attribute__( ( section ( "RAMCODE2" ) ) ) 将其放在RAMCODE2的section内。

3.编译完成后，我们再看看map文件中HAL_GetTick到底被放到了哪个section。

从map里可以看到，最终HAL_GetTick被放在了RAMCODE2 section中。

将整个程序放到SRAM中执行
前面我们介绍了将一个或多个程序放到指定地址执行的方法。如果需要放到指定地址的程序比较多，我们还可以将这些需要放到指定地址的程序集中放到一个或几个C文件中，然后在.sct文件中将这些C文件生成的目标文件放到指定地址。
在这里，我们将尝试将整个程序放到SRAM中执行。复位后程序从FLASH启动，之后将从SRAM执行所有的程序。下面是具体的步骤。可以参考Example4的代码。
1.将中断向量表和中断处理程序放到SRAM中
新建一个startup_stm32f411xe_ram.s文件，放到0x20000000开始的位置（在.sct文件中修改）。注意这里是新建，而不是直接将原来的文件放到SRAM中，为什么呢？大家可以思考一下。在startup_stm32f411xe_ram.s里定义新的SECTION，叫做RESET_ram（还有其他的修改，请对照参考代码）。在后面的.sct中将把RESET_ram这个section放到SRAM开始的位置上（见第3步）。

2.在SystemInit中将中断向量表的偏移地址设置为0x20000000。使能VECT_TAB_SRAM。

3.修改.sct文件，将运行时需要的所有目标文件都放到SRAM执行区中。这里中断向量表有同样的两份，一份在0x08000000开始的位置，一份在0x20000000开始的位置。

4. 编译完成后，从map文件或者跟踪调试的结果都可以看到。系统复位以后，从main函数开始，所有的程序都在RAM中运行了。
另外，如果你的程序中有用到ARM底层的库，可以在.sct文件中加入*armlib*(+RO)来将所有用到的库文件放到SRAM中。

对应的代码： Run in RAM using Keil
更多实战经验请看：【ST MCU实战经验汇总贴】

发表于 2015-12-28 12:05

这个我也在研究，不过没有搞懂，版主大人已经发教程了，实在是太感谢了。我看ARM搞的工程示例，就是用了这个配置方法。

发表于 2015-12-28 15:45

这个就是分散加载文件？一直不知道这个东西如何使用，拜读了。

发表于 2015-12-28 17:50

混合控制那个框框里的都是干啥用的？

发表于 2016-1-18 15:16

感谢分享。

发表于 2016-1-18 16:33

楼主能解释一下在RAM中运行指定程序有什么好处？

发表于 2016-1-18 22:42

将中断向量表和中断处理程序放到SRAM中，好方法。

发表于 2016-1-19 09:37

这个不错！

发表于 2016-2-24 16:57

为什么在调试界面点击复位就无法访问内存了，pc完全就跑飞了，但是推出去再次进入debug模式又可以在ram中运行程序了

发表于 2016-2-24 19:57

同样一个函数。竟然可以放到不同的位置进行执行。

发表于 2016-2-26 22:06

同问这样做有什么好处？速度快一些？

发表于 2016-2-26 22:06

同问这样有什么好处？

发表于 2016-2-26 22:24

程序不在RAM中运行，还能去哪里运行呢？

发表于 2016-2-28 15:18

Rooney30 发表于 2016-2-26 22:24
程序不在RAM中运行，还能去哪里运行呢？

放flash里面也是可执行的吧

发表于 2016-3-2 16:16

你好,这段flash跳转代码在哪里添加的,可以说一下么

发表于 2016-3-2 16:23

yiyigirl2014 发表于 2015-12-28 12:05
这个我也在研究，不过没有搞懂，版主大人已经发教程了，实在是太感谢了。我看ARM搞的工程示例，就是用了这 ...

arm搞的工程示例在哪里可以找到,多谢

发表于 2016-3-8 23:10

Scatter file (分散加载描述文件)用于armlink的输入参数，他指定映像文件内部各区域的download与运行时位置。Armlink将会根据scatter file生成一些区域相关的符号，他们是全局的供用户建立运行时环境时使用。

发表于 2016-3-24 11:40

为什么我没有权限下载附件？

发表于 2016-3-24 15:39

酷，在RAM中运行确实可以加快程序的执行速度，尤其是stm32f1系列的flash执行速度是这个芯片的软肋，f4系列好像加强了，不过还是没有在RAM中快

发表于 2016-7-28 22:19

有人可以解读一下具体使用的好处吗？

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