单片机固件中加入版本信息的方式有哪些？-2

前言

上一篇介绍完如何在程序中添加版本信息后，这篇介绍一下如何在 MCU 程序中固定位置添加程序的版本信息等。

了解

首先了解一下__attribute__机制，它是个编译器指令，告诉编译器声明的特性，或者让编译器进行更多的错误检查和高级优化。

GUN C中可以使用__attribute__()给变量、函数和类型设置各种属性，而__attribute__的section选项可以改变段的特性；

其中__attribute__((section("section_name")))的作用是将该定义的函数或数据变量放入指定名为”section_name”段中。

无论是 GNU 还是 ARM 的编译器, 都支持__attribute__所指定的编译属性。

打开keil的options…，取消勾选下图所示，然后点击“Edit…”。

自动弹出“*.sct”文件（先编译通过再操作），下面就是 Keil 中 STM32 的链接文件，编译器会根据链接文件和__attribute__的section选项（可以自己添加一个段，分配地址和大小）等分配函数和数据变量在程序固件中的地址。

; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************

LR_IROM1 0x08000000 0x00010000  {    ; load region size_region
  ER_IROM1 0x08000000 0x00010000  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
   .ANY (+XO)
  }
  RW_IRAM1 0x20000000 0x00005000  {  ; RW data
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

这里不做过多介绍了，下面介绍的方式不需要自己修改“*.sct”文件，还是采用__attribute__的section选项，只不过在section选项中指定位置即可。

__attribute__ ((section(".ARM.__at_0x08000020")))

实现方式

1.同样的定义一个结构体，里面定义一些软件版本相关的信息

typedef struct
{
    char szVersion[32];    // 软件版本
    char szBuildDate[32];  // 程序编译日期
    char szBuildTime[32];  // 程序编译时间
}AppInfo_t;

2.通过__attribute__定义一个只读结构体变量（只读的目的：防止程序改变、节约RAM）并固定变量在程序固件中的位置，赋初值（其中__DATE_ 和__TIME__是C语言中的内置宏，分别是当前的编译日期和编译时间）。

const AppInfo_t __attribute__ ((section(".ARM.__at_0x08002000"))) sg_tAppInfo =
{
    "STM32_V0.1.5",
    __DATE__,
    __TIME__,
};

注：STM32的代码起始地址是从0x08000000开始的，且存储中断向量表信息，因此在选择程序地址的时候一定要绕开，也不能太靠后，不然生成的bin文件超出了实际的代码固件大小，在实现bin文件升级的时候就会耗时太长。

3.编译成功后打开hex文件，查看一下0x08002000所在的内容，版本信息和编译时间（之后可以通过新增代码或者变量验证是不是位置变了）

4.在主函数添加打印，将版本信息输出到终端上，打印结果就不演示了，有兴趣的朋友可以翻开上一章。

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映像工具实现固件打包

这里采用的映像工具是srec_cat，网上有源码(点击阅读原文下载srec_cat.exe)，可以编译成 Windows 或 Linux 的可执行文件；这里用这个工具来打包固件信息，比如版本号，同时修改文件名，即文件名=版本号。

通过Bat脚本实现以下功能：

1. 不需要修改代码即可修改程序版本信息
2. 按照当前固件打包时间作为程序的版本信息，同时按照版本信息命名文件
3. 版本命名格式为：STM32_T2206111526

根据目录结构树编写指定脚本

MDK_STM32
    ---- CORE
    ---- STM32F10x_FWLib
    ---- OBJ（编译生成的hex文件）
    ---- USER
tool
    ---- srec_cat.exe
    ---- pack.bat

实现 pack.bat：

:: 版本信息前缀和长度
set strPrefix=STM32_
set strPrefixlen=6

:: hex 文件路径和文件名
set hexFilePath=..\\MDK_STM32\\OBJ
set hexFileName=main.hex

:: 版本信息信息起始地址
set verStringAddr=0x08002000

if %time:~0,2% leq 9 (set hour=0%time:~1,1%) else (set hour=%time:~0,2%)
if %time:~0,2% leq 9 (set minute=%time:~2,2%) else (set minute=%time:~3,2%)

:: 打包时间格式为年月日时分 T2206111526
set strTime=T%date:~2,2%%date:~5,2%%date:~8,2%%hour%%minute%
set strVersion=%strPrefix%%strTime%

:: 版本信息的起始和结束位置
set /a InfoEnd=%verStringAddr%+%strPrefixlen%+11

:: 拷贝临时文件进行处理
copy %hexFilePath%\\%hexFileName% .\\

.\\srec_cat.exe -generate %verStringAddr% %InfoEnd% -repeat-string %strVersion% %hexFilePath%\\main.hex -intel -exclude %verStringAddr% %InfoEnd% -o .\\%strVersion%.hex -intel

:: 删除临时文件
del %hexFileName%

编译完成后，双击 pack.bat 生成添加版本信息后的固件，之后需要通过J-LINK工具包打开生成的固件进行烧录（通过Keil编译下载的没有用）。

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扩展

如果实现了 bootloader 程序，那么一定会用到寄存器SCB->VTOR重新设置中断向量表的起始地址了，所以干脆可以将版本信息放在 APP 程序区中的最开始位置，后面紧跟中断向量表的起始地址。

这样做的好处是不用担心程序编译后版本信息的位置超出了APP可执行程序的实际大小，而且在实现升级的时候bootloader程序在一开始就可以直接对版本信息进行校验等。

同时通过映像工具 srec_cat 将 bootloader 和 APP 程序固件进行合并。

也能通过 keil 在编译后自动执行脚本。