AT32讲堂008 | AT32 MCU如何用Eclipse插件调试sLib
概述
本文档仅介绍如何通过使用eclipse、arm-gcc编译工具、gnu-arm插件、j-link或at-link等资源来配置及调试at32f403a的slib，并提供slib方案商开发算法范例及终端用户应用范例。关于at32f403a的slib详细介绍及说明，请详阅：《an0040_at32f403a_407_security_library_application_note》。环境说明：本文档安装说明基于windows 7 x64系统下实现，开发板使用at-start-f403a。关于eclips调试环境的安装及eclipse工程的建立，请参阅《an0033_eclipse_with_gcc》。本文档所使用的软件都打包到setup_slib_with_eclipse_and_gcc_v2.0.0.zip，直接解压重新编译后即可运行。解压后eclipse的workspace位于目录：setup_slib_with_eclipse_and_gcc_v2.0.0\utilities\slib_with_eclipse_and_gcc_demo。其中包含文件：图1. eclipse工作目录.metadata：此workspace的环境设定project_l0：方案商开发算法范例project_l1：终端用户应用范例
project_l0方案商范例
_在此阶段的范例程序，将完成下列几个项目：
将低通滤波器函数编译成可执行(executr-only)的代码；
将低通滤波器函数的代码编排放置到主闪存区地址0x08004000~0x08004fff(sector8~9)；
将低通滤波器函数的系数编排放置到主闪存区地址0x08005000~0x08005fff(sector10~11)；
验证成功后，将sector8~9设置为指令安全库区，将sector10~11设置为数据安全库区，此部分可在范例的主程序中以调用slib_enable()函数来完成，或使用artery icp programmer来完成(建议使用icp工具完成设置)；
产出终端用户程序调用低通滤波函数时，需用到的头文件及符号定义文件。
产生只执行(exacute-only)代码
设置方式如下：
1) 选择c文件群组或个别的c文件，范例中是把要保护的相关c文件都放在fir_filter群组，点击fir_filter群组内需要设置只执行的文件，按鼠标右键选择“properties”
图2. 设置要保护的c文件
2) 点选c/c++build->settings->gnu arm cross c complier->miscellaneous，在”other compiler flags”填入-mpure-code以及-mslow-flash-data这两个关键字，然后按apply使设定生效
图3. 设置miscellaneous
编排安全库区的地址
project_l0范例的主闪存映像及ram的使用分区如下图，ram的分区主要是为了避免slib保护区的代码与终端用户的代码用到相同的ram而产生的冲突问题。图4. 主闪存映像及ram的使用分区
其中滤波器函数的代码编排放置到主闪存区的地址0x08004000~0x08004fff(sector8~9)，并将滤波器函数的系数编排放置到主闪存区的地址0x08005000~0x08005fff(sector10~11)。ram的部分则是将0x20000000到0x200000ff共256个字节保留给slib保护区的代码使用。
步骤如下：
1) 依据”at32f403axc_flash.ld”linker descriptor文件做修改，编写一个ld文件，如project_l0\eclipse_gcc\ld目录下的slib.ld。2) 在slib.ld当中，将主闪存及ram分区划分如下：3) 将算法代码放到.slib_inst section，低通滤波器的系数放到.slib_data section，并将算法使用到的全局变量指定到.slib_ram section，如下图：图5. 配置code、data、ram section4) 在project->properties->c/c++build->setting->gnu arm cross c linker->general设定中的script files，加入slib.ld。图6. 设置script files5) 本范例会使用到gcc的数学运算函数库libm.a，在properties->gnu arm cross c linker->miscellaneous设定中的other linker flags填入--specs=rdimon.specs，linker才不会出现错误讯息。图7. 设置other linker flags关于ld文件的语法，可参考gnu linker的相关名文件。
产生头文件及符号定义文件
头文件(header file)跟符号定义文件(symbol definition file)是终端客户应用范例project_l1在调用fir低通滤波函数时需要用到。在范例中，就是main.c中包含的fir_filter.h文件。符号定义文件则是定义低通滤波函数的实际地址。
产生符号定义文件的方法：
1) 进入project->properties->c/c++build->setting的build steps设定画面。图8. 设置build steps
在post-build steps的命令行中输入以下命令：
arm-none-eabi-objcopy.exe--keep-symbols=..\keep_sym.txt-s--remove-section=.arm.attributes--extract-symbol${buildartifactfilebasename}.elf..\fir_filter_symbol.sym2) 此处fir_filter_symbol.sym是要产出的符号定义文件，keep_sym.txt放在project_l0\eclipse_gcc目录下，是用来选择要产生哪些函数的符号，内容如下：3) 重新编译整个项目后，在project_l0\eclipse_gcc目录下，就会产生一个名为fir_filter_symbol.sym的符号定义文件。
启用安全库区保护
要启用安全库区的保护功能，有以下两种方式：1) 使用icp刻录工具artery icp programmer(建议用此方式)。使用icp programmer启用slib的方法，请参阅《at32f403a security library application note》。2) 使用范例程序main.c之中的slib_enable()函数。在低通滤波函数测试正确后执行过一次此函数，就可以启用安全库区的保护功能。要执行此函数，只要在main.c中使能#define use_slib_function即可。
project_l1终端用户范例
_
project_l1范例会使用到在project_l0中调试好，并已经被刻录到at32f403a芯片的主闪存中且被slib保护的fir低通滤波器函数。根据project_l0提供的头文件、符号定义文件以及主闪存区块映像，终端用户就可以参照project_l1做到
建立一个应用项目；
引用project_l0提供的头文件及符号定义文件到项目里；
调用fir低通滤波器函数；
开发并调试用户自己的应用程序。
注：project_l1必须使用跟project_l0开发时一样的工具链及相同版本的编译程序，不然有可能会因为版本差异的兼容性问题，而无法使用project_l0提供的代码。
建立用户的应用项目
因为project_l0启用的安全库区已经占用了一些特定的主闪存页面，project_l1的代码必须参照project_l0提供的主闪存区块映像来编排放置的地址。其中sector8~11为安全库区所占用，终端用户需使用ld文件将这个区域隔离起来，避免代码在编译时被编排到这个区域内，方式如下：
参照project_l1\eclipse_gcc\ld目录下的end_user_code.ld文件，将主闪存空间切成两个区块flash_1及flash_2，中间空出来的区域就是slib保护区。此外，ram的区域也要保留0x20000000到0x200000ff的区域。如下图：
图9. end-user-code.ld配置
其中slib_code及slib_data两个区域，方案商已事先刻录代码，所以设定为noload，在下载project_l1代码到主闪存时，就不会再次被下载。
在项目中加入符号定义文件
project_l0所产生的符号定义文件fir_filter_symbol.sym必须被添加到project_l1项目中，才能被正确的编译并链结到slib保护区的代码。方法如下：
1) 将fir_filter_symbol.sym这个文件加到fir_filter群组；
2) 打开project->properties->c/c++build->settings->tool setting->gnu arm cross c linker->miscellaneous设定画面，在other objects选单中加入此文件，在编译项目时就会可以被引用到。图10. 设置other objects
关于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(mcu)创新趋势的芯片设计公司，专注于arm cortex-m4/m0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及arm cortex-m4高效能或m0+低功耗内核，缔造m4业界最高主频288mhz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围（-40°~105°）。雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、adas、t-box、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5g、物联网、消费、商务及工控等领域。
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产生只执行(exacute-only)代码
设置方式如下：
1) 选择c文件群组或个别的c文件，范例中是把要保护的相关c文件都放在fir_filter群组，点击fir_filter群组内需要设置只执行的文件，按鼠标右键选择“properties”
图2. 设置要保护的c文件
2) 点选c/c++build->settings->gnu arm cross c complier->miscellaneous，在”other compiler flags”填入-mpure-code以及-mslow-flash-data这两个关键字，然后按apply使设定生效
图3. 设置miscellaneous
编排安全库区的地址
project_l0范例的主闪存映像及ram的使用分区如下图，ram的分区主要是为了避免slib保护区的代码与终端用户的代码用到相同的ram而产生的冲突问题。图4. 主闪存映像及ram的使用分区
其中滤波器函数的代码编排放置到主闪存区的地址0x08004000~0x08004fff(sector8~9)，并将滤波器函数的系数编排放置到主闪存区的地址0x08005000~0x08005fff(sector10~11)。ram的部分则是将0x20000000到0x200000ff共256个字节保留给slib保护区的代码使用。
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