C語言中section關(guān)鍵字的作用？其在SDK實現(xiàn)開機自啟動的應(yīng)用？

1、section的作用

section主要作用是將函數(shù)或者變量放在指定段中，這樣就可在指定的位置取出。

//section demo with gcc
#include"stdio.h"

int__attribute__((section("my_fun")))test1(inta,intb)
{
return(a+b);
}

inttest(intb)
{
return2*b;
}

int__attribute__((section("my_fun")))test0(inta,intb)
{
return(a*b);
}

int__attribute__((section("my_val")))chengi;
int__attribute__((section("my_val")))chengj;

intmain(void)
{
intsum,c,j;
chengi=1,chengj=2;

sum=test1(chengi,chengj);
c=test(100);
j=test0(chengi,chengj);

printf("sum=%d,c=%d,j=%d
",sum,c,j);

return0;
}

編譯生成map文件：

gcc-o main.exe main.c-Wl,-Map,my_test.map

my_test.map 文件片段如下：

.text0x004014600xa0C:\Users\think\ccmGLaeH.o
0x00401460test
0x0040146amain

.text0x004015000x0c:/mingw/bin/../libmingw32.a(CRTglob.o)

......
my_fun0x004040000x200
[!provide]PROVIDE(___start_my_fun,.)

my_fun0x004040000x1cC:\Users\think\ccmGLaeH.o

0x00404000test1
0x0040400dtest0

[!provide]PROVIDE(___stop_my_fun,.)

.data0x004050000x200

0x00405000\__data_start_\_=.
......
*(.data_cygwin_nocopy)
my_val0x004060000x200

[!provide]PROVIDE(___start_my_val,.)

my_val0x004060000x8C:\Users\think\ccdMcTrl.o
0x00406000chengi
0x00406004chengj

[!provide]PROVIDE(___stop_my_val,.)

.rdata0x004070000x400

分析可見，使用section修飾的函數(shù)和變量在自定義的片段，而且是連續(xù)存放在___start_xx到___stop_xx之間，這樣可根據(jù)變量的地址得出與其同段變量的地址，為后續(xù)自動初始化等功能提供了基礎(chǔ)。

2、 自動初始化

基于前面section的作用，可以將同類函數(shù)指針全部使用同一個段名修飾，然后開機后系統(tǒng)自動檢索段內(nèi)函數(shù)指針，逐個執(zhí)行，對上層應(yīng)用就是無需主動調(diào)用，系統(tǒng)自動初始化。

考慮到硬件初始化與應(yīng)用功能初始化的先后順序，可以對段名進行分配，map文件按段名排序。自動初始化主體是OS_INIT_EXPORT宏。

范例代碼出自中國移動的oneos開源版本，使用gcc，方案和國產(chǎn)RT-Thread類似。

typedefos_err_t(*os_init_fn_t)(void);

#defineOS_INIT_EXPORT(fn,level)
const os_init_fn_t __os_call_##fn OS_SECTION(".init_call."level)=fn

#defineOS_BOARD_INIT(fn)OS_INIT_EXPORT(fn,"1")

#defineOS_PREV_INIT(fn)OS_INIT_EXPORT(fn,"2")

#defineOS_DEVICE_INIT(fn)OS_INIT_EXPORT(fn,"3")

#defineOS_CMPOENT_INIT(fn)OS_INIT_EXPORT(fn,"4")

#defineOS_ENV_INIT(fn)OS_INIT_EXPORT(fn,"5")

#defineOS_APP_INIT(fn)OS_INIT_EXPORT(fn,"6")

例如shell初始化函數(shù)，定義如下：

OS_APP_INIT(sh_system_init);

將宏定義展開：

/*含義是函數(shù)指針__os_call_sh_system_init
*其指向sh_system_init函數(shù)，且該指針編譯后放在".init_call.6"段
*/
constos_init_fn_t__os_call_sh_system_init
__attribute__((section((".init_call.6"))))=sh_system_init

系統(tǒng)自身也有自定義函數(shù)，用來標記起止點函數(shù)。

OS_INIT_EXPORT(os_init_start,"0");//段起點__start
OS_INIT_EXPORT(os_board_init_start,"0.end");
OS_INIT_EXPORT(os_board_init_end,"1.end");
OS_INIT_EXPORT(os_init_end,"6.end");//段終點__stop

最終生成的map文件，如下圖所示：

//系統(tǒng)底層在合適的時機調(diào)用如下兩函數(shù)，將指定段區(qū)間內(nèi)的所有函數(shù)自動執(zhí)行

voidos_board_auto_init(void)
{
constos_init_fn_t*fn_ptr_board_init_start;
constos_init_fn_t*fn_ptr_board_init_end;
constos_init_fn_t*fn_ptr;

fn_ptr_board_init_start=&__os_call_os_board_init_start+1;
fn_ptr_board_init_end=&__os_call_os_board_init_end-1;

//將段首尾區(qū)間內(nèi)的函數(shù)全部遍歷執(zhí)行
for(fn_ptr=fn_ptr_board_init_start;fn_ptr<=?fn_ptr_board_init_end;?fn_ptr++)
????{
????????(void)(*fn_ptr)();
????}
????return;
}

static?void?os_other_auto_init(void)
{
????const?os_init_fn_t?*fn_ptr_other_init_start;
????const?os_init_fn_t?*fn_ptr_other_init_end;
????const?os_init_fn_t?*fn_ptr;

????fn_ptr_other_init_start?=?&__os_call_os_board_init_end?+?1;
????fn_ptr_other_init_end???=?&__os_call_os_init_end?-?1;

????for?(fn_ptr?=?fn_ptr_other_init_start;?fn_ptr?<=?fn_ptr_other_init_end;?fn_ptr++)
????{
????????(void)(*fn_ptr)();
????}
????return;
}

系統(tǒng)執(zhí)行os_other_auto_init時實現(xiàn)了sh_system_init的自動執(zhí)行，即使應(yīng)用層沒有顯示的去調(diào)用它。使用符號段的方式實現(xiàn)初始化函數(shù)自動執(zhí)行，應(yīng)用層修改軟件，增加功能啟動或者裁剪，對底層代碼無需任何改動。

注意：段中函數(shù)類型都是一樣的，范例是同一類函數(shù)指針，也可以是結(jié)構(gòu)體，需要確保每個成員占用空間大小相同，這樣才能逐個遍歷。

3、總結(jié)

不同編譯器對section屬性的定義略有差異，但效果相同。

/*Compiler Related Definitions*/
#ifdefined(__CC_ARM)||defined(__CLANG_ARM)  /*ARM Compiler*/
#defineSECTION(x)__attribute__((section(x)))
#elifdefined(__IAR_SYSTEMS_ICC__)/*for IAR Compiler*/
#defineSECTION(x)@x
#elifdefined(__GNUC__)/*GNU GCC Compiler*/
#defineSECTION(x)__attribute__((section(x)))
#elifdefined(__ADSPBLACKFIN__)/*for VisualDSP++Compiler*/
#defineSECTION(x)__attribute__((section(x)))
#elifdefined(_MSC_VER)
#defineSECTION(x)
#elifdefined(__TI_COMPILER_VERSION__)
/*
*The way that TI compiler set section is different from other(at least
*GCC and MDK)compilers.See ARM Optimizing C/C++Compiler 5.9.3 for more
*details.
*/
#defineSECTION(x)
#else
#errornot supported tool chain
#endif

上面的#error也是個應(yīng)用技巧，配搭#if / #else / #endif在編譯階段即可發(fā)現(xiàn)代碼問題，一般用于判斷宏定義的配置是否在預(yù)期之外，編譯報錯必須修改。

配合C關(guān)鍵字，對代碼的安全校驗、擴展移植都會有很好的效果。對小型項目、個人獨立開發(fā)看不出效果，但對復(fù)雜的多人合作的項目，合適的關(guān)鍵字對代碼的穩(wěn)定性和架構(gòu)是錦上添花。

審核編輯：劉清