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Word版本下载可任意编辑】 在晶心平台实作ROM patch技术分享 笔者曾协助多家公司工程师，在AndesCore上发展firmware.我们发现，当客户开发NON-OS的程序代码，常遇到的问题在于开发者不知如何撰写linker script.网络上有GNU ld的使用文件，但是linker script的范例太少，尤其开发者需要撰写进阶的linker script,常常不知如何下手 本篇文章我们分享如何实作ROM patch.使用晶心CPU建构的embedded system,一般具有CPU、外围IP及RAM、ROM.部份客户使用ROM code开机，程序代码放在ROM内，data section放在SRAM里ROM code的特性是成本低，跟着IC光罩一起生产，当IC制作完成即不可修改，若有制作上的错误或是程序代码逻辑上的错误，只能用ROM patch的方式修补也就是将需要修补的程序代码放到小容量的flash里这就是我们今天要分享的技术 1. 主程序架构 首先介绍主程序的架构IC的Memory layout如下列图 图表1:主程序的memory layout图 红色框线的部份，为主程序编译的范围。

主程序main会呼叫到func1、func2和func3这3个function. 在上图中，黄色区域是IC的ROM,这部份的程序是IC制作出来即不可以改变绿色部份是flash.在图中，flash分成2区，一个是jump_table,存放func1~func3的地址剩余的空间FUNC_PATCH,预留给patch使用 为了要修补ROM内的function,所以规划出jump_table区域，原本都是指向ROM的function.如果ROM里的部份function损坏或是需要改写，就把jump_table改为指向FUNC_PATCH里新建的function. 1.1 源代码 主程序的程序代码如下：（main.c） #include #include int func1（int）； int func2（int）； int func3（int）； int num1=1; int num2=2; int num3=3; typedef struct strfunptr { int （*func_a）（int）； int （*func_b）（int）； int （*func_c）（int）； }sfptr; sfptr jump_table __attribute__ （（section （"FUNC_TABLE"）））= {func1, func2, func3}; int main（void） { printf（"func1（30）=%dn",jump_table.func_a（30））； printf（"func2（30）=%dn",jump_table.func_b（30））； printf（"func3（30）=%dn",jump_table.func_c（30））； return EXIT_SUCCESS; } int func1（int x）{ return x*num1; } int func2（int x）{ return x*num2; } int func3（int x）{ return x*num3; } 上面的程序代码中，第16行的程序代码__attribute__ （（section （"FUNC_TABLE"））），作用是将jump_table放在特定的"FUNC_TABLE"section里。

1.2 主程序linker script （仅列需要修改的部份） FUNC_TABLE 0x510000 : { *（FUNC_TABLE） } Flash的地址由0x510000起，将FUNC_TABLE固定在flash的开头，语法如上 1.3 主程序执行结果 func1（30）=30 func2（30）=60 func3（30）=90 2. 经过Patch之后的架构图 假设ROM里的func2损坏，要改用flash里的func2.需要更改指向func2的指标，及func2的内容如下列图： 图表2:ROM patch的memory layout图 用红色框线标起来的地方，表示为patch编译的范围其中jump table在这里重新编译，指向新的地址 2.1 实作方法 （1） 导出主程序的symbol table. 在主程序的Linker flags 加上-Wl,--mgen-symbol-ld-script=export.txt ,ld 会产生export.txt这个档案， 这个档案包含了一个SECTION block以及许多变数的地址。

如下列图所示 图表3:主程序的symbol Linker script在import Main program的symbols时，除了需要修改的func2不要import之外，其他的symbols全部要import进来将export.txt删去这一行： func2 = 0x005001c4; /* ./main.o */） （2） patch在编译之前，先汇入主程序的symbol table.（将export.txt档案放在一起编译）Patch的linker script要汇入主程序的symbol,写法如下面红色字体 ENTRY（_start） /* Do we need any of these for elf? __DYNAMIC = 0; */ INCLUDE "export.txt" SECTIONS { （3） patch的程序代码里如下，没有main function,也不要参加startup files.改写func2.func2放在flash的FUNC_PATCH section.并且将jump_table里的func2,改成指向新的func2. #include #include extern int func1（int）； extern int func3（int）； int func2（int） __attribute__ （（section （"FUNC_PATCH"）））； extern int num2; typedef struct strfunptr { int （*func_a）（int）； int （*func_b）（int）； int （*func_c）（int）； }sfptr; sfptr jump_table __attribute__ （（section （"FUNC_TABLE"）））= {func1, func2, func3}; int func2（int x）{ return x*num2*100; } （4） patch的linker script,参加FUNC_PATH在jump_table之后。

FUNC_PATCH 0x510020 : { *（FUNC_PATCH） } 3. 如何除错 首先，将程序代码存放在IC的ROM及flash里本文为了示范，我们的做法是在AndeShape ADP-XC5的FPGA板上，用RAM模拟ROM及flash,分别将主程序和patch的bin文件restore到板子上 当gdb debug时，载入patch 的symbol.以下节录gdb指令 core0（gdb） file mainprog.adx core0（gdb） add-symbol-file patch.adx 0x500000 -s FUNC_TABLE 0x510000 -s FUNC_PATCH 0x510020 core0（gdb） set $pc=0x500000 core0（gdb） b main Breakpoint 1 at 0x50010c: file /main.c, line 20. core0（gdb） c Breakpoint 1, main （） at /main.c:20 20 printf（"func1（30）=%dn",jump_table.func_a（30））； core0（gdb） s func1 （x=30） at /main.c:28 28 return x*num1; core0（gdb） n 29 } core0（gdb） s main （） at /main.c:21 21 printf（"func2（30）=%dn",jump_table.func_b（30））； core0（gdb） s func2 （x=30） at /patchprog.c:24 24 return x*num2*100; core0（gdb） 上面过程中，先加载main的symbol,再加载patch的symbol及debug information."add-symbol-file patch.adx 0x500000 -s FUNC_TABLE 0x510000 -s FUNC_PATCH 0x510020"是将patch section的symbol及debug information也载入gdb以debug.读者可以在gdb里，打"help add-symbol-file"查阅add-symbol-file的用法。

3.1 主程序patch后的执行结果 func1（30）=30 func2（30）=6000 func3（30）=90 4. 结语 目前晶心科技使用GNU的toolchain,其功能非常强大读者可多动手试试不同的linker script写法，使得开发firmware更有弹性及效率 7 / 7。