C语言中的__attribute__宏定义之section属性

Posted 2021-09-06 Ythlee

C语言中的 __attribute__宏之section属性

文章目录

• C语言中的 __attribute__宏之section属性
• • 一、起因
  • 二、解释

前言

无论是GNU还是ARM的编译器， 都支持 __attribute__所指定的编译属性，这里着重讲解一下在KEIL 环境下__attribute__中的section的使用方法。

一、起因

我们先来看一个宏

#define INIT_EXPORT(fn, level) \\
            RT_USED const init_fn_t __rt_init_##fn SECTION(".rti_fn."level) = fn

这是RT_Thread里面的一个宏，我是在移植RT-Thread到W601上遇到的。因为在MDK中调试，之前所有都在掌握之中，突然程序跳到rt_components_board_init()；中，突然看到一串像乱码的代码，如下：

void rt_components_board_init(void)
{
#if RT_DEBUG_INIT
	………………
#else
    const init_fn_t *fn_ptr;

    for (fn_ptr = &__rt_init_rti_board_start; fn_ptr < &__rt_init_rti_board_end; fn_ptr++)
    {
        (*fn_ptr)();
    }
#endif
}

不重要的部分省略了。看到**__rt_init_rti_board_start**和 __rt_init_rti_board_end东西一脸懵，跟踪代码进去看看，结果停在 INIT_EXPORT(rti_board_start, “0.end”);处，还是一脸懵，再追踪INIT_EXPORT，最终现实这个宏定义：

    #define INIT_EXPORT(fn, level)                                                       \\
        RT_USED const init_fn_t __rt_init_##fn SECTION(".rti_fn."level) = fn

在追中 SECTION ， 结果是#define SECTION(x) __attribute__((section(x)))

所以就有了这篇文章。

二、解释

经过查找资料

section关键字可以将变量定义到指定的输入段中，比如 :

int test __attribute__((section("show"))) = 0;

这句话的意思是把整形变量test放到一个名为show的输入段中。

下面我把RT-Thread中的代码截取下来分析：

typedef int (*init_fn_t)(void);
#define RT_USED             __attribute__((used))	//标记为attribute__((used))的函数被标记在目标文件中，以避免链接器删除未使用的节。
#define SECTION(x)          __attribute__((section(x)))

#define INIT_EXPORT(fn, level) \\
            RT_USED const init_fn_t __rt_init_##fn SECTION(".rti_fn."level) = fn

差点忘了，在宏定义中两个##号相当于无缝连接的意思，比如

#define DEF_INT(a,b) int a##b = 0
DEF_INT(a,b);
//展开结果就是 
int ab = 0；

下面我们就把下面的宏展开：

INIT_EXPORT(rti_board_start, "0.end");

#define INIT_EXPORT(fn, level) \\
            RT_USED const init_fn_t __rt_init_##fn SECTION(".rti_fn."level) = fn

//一步步来
__attribute__((used)) const init_fn_t __rt_init_rti_board_start __attribute__((section(x)))
__attribute__((used)) const init_fn_t __rt_init_rti_board_start __attribute__((section(".rti_fn.""0.end"))) = rti_board_start
//可以看成：
const init_fn_t __rt_init_rti_board_start __attribute__((section(".rti_fn.""0.end"))) = rti_board_start
    

那么问题来了，使用section将变量放到我们自定义的输入段中有什么意义呢？

section先事先将所有的初始化函数加入到我们自己定义的输入段中，然后再在main函数中将这个输入段中初始化函数依次取出，这样就可在不修改main函数的前提下完成对系统的初始化了。我想这也是RT-Thread这样做的目的吧。

那么section是怎么将这些初始化函数放入输入段中，并且系统还可以获取这些初始化函数的地址呢？

其实上面已经讲过了，调用INIT_EXPORT(fn, level)这个宏的时候会产生一个名为__rt_init_xx的变量,并且把这个变量放到了我们自定义的输入段。而level其实就是段名的后缀名，前面是前面是**.rti_fn.** 。所以段名就是**.rti_fn.**+level

所以我们只需要在需要的函数后面使用这个宏，在调用这个宏之后，预编译器会将名为__rt_init__xxx的函数加入到我们自己定义的输入段中，由于变量在输入段中的地址是连续的，并且顺序先按 section 名排一遍，section 内再按函数名称排。

下面我就来写个测试：

/*命令函数段起始位置*/
static int cmd_start(void)
{
    return 0;
}
INIT_EXPORT(cmd_start, "0");

static int testhello(void)
{
    printf("hello world\\r\\n");
	return 0;
}
INIT_EXPORT(testhello, "1");

static int demo(void)
{
    printf("hello world\\r\\n");
	return 0;
}
INIT_EXPORT(demo, "1");

/*命令函数段结束位置*/
static int cmd_end(void)
{
    return 0;
}
INIT_EXPORT(cmd_end, "1.end");

int test(void)
{
    return 0;
}
__attribute__((used)) const init_fn_t __rt_init_test __attribute__((section(".rti_fn.""0.end"))) = test; //这个我就直接写,不用宏

编译只有连Warning都没有哈……

下面打开.map文件查看。为了方便找到，我们直接Ctrl + C 复制我们自己定义的函数变量名__rt_init_test，在.map文件中Ctrl + F，如图：

可以看到，其实就是按照段名进行排序的，然后段内在进行排序。

其中函数地址每次加4是因为我们的变量其实是个函数指针类型，所以是4个字节。

所以也就可以接上第一眼看到想乱码的东西了。

void rt_components_board_init(void)
{
#if RT_DEBUG_INIT
	………………
#else
    const init_fn_t *fn_ptr;

    for (fn_ptr = &__rt_init_rti_board_start; fn_ptr < &__rt_init_rti_board_end; fn_ptr++)
    {
        (*fn_ptr)();
    }
#endif
}

这不就是在我们自己定义的段内循环调用我们的函数嘛！

芜湖~~

豁然开朗！