痞子衡嵌入式：在IAR開發環境下爲工程開啓CRC完整性校驗功能的方法

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　　你們好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給你們分享的是在IAR開發環境下爲工程開啓CRC完整性校驗功能的方法。

　　CRC校驗在嵌入式領域裏的應用很是廣，好比在通訊領域，CRC檢驗值能夠做爲數據包的一部分，用於檢查一包數據傳輸過程當中是否發生了比特錯誤，若是CRC校驗失敗，那麼接收方能夠通知發送方要求該包數據從新傳輸，這樣能大大增長數據傳輸的可靠性。同時CRC在應用程序完整性驗證方面也有普遍應用，相比和檢驗，CRC校驗糾錯能力更強；相比簽名校驗，CRC校驗在速度方面又佔優點，所以它是一個各方面比較均衡的完整性驗證手段。

　　IAR是個很是老牌的嵌入式開發集成環境，它的功能很是強大，有不少寶藏功能值得咱們去發掘。痞子衡自畢業以後就一直在使用IAR，算是一路看着它從古典畫風的v6.50.x升級到如今潮流的v8.50.x，對於經典的CRC校驗功能的支持，IAR固然不會放過，今天痞子衡就來介紹IAR下如何使用其自帶的CRC校驗功能。

1、ielftool命令行工具

　　IAR安裝目錄下有很是多的命令行小工具，這些小工具其實就是IAR的核心，集成開發環境界面只是提供人機交互，其背後的不少功能都是經過調用這些命令行小工具來實現的。其中用於實現CRC校驗的功能就包含在ielftool.exe工具裏：

　　ielftool.exe工具跟CRC相關的一共兩個參數選項，一是--fill用於填充，二是--checksum用於設置算法，具體參數使用細節詳見 \IAR Systems\Embedded Workbench 8.50.6\arm\doc\EWARM_DevelopmentGuide.ENU手冊裏的Checksum calculation for verifying image integrity小節。

　　此處痞子衡僅舉一個簡單例子，以下命令表示在源可執行文件sourceFile.out中計算範圍__checksum_begin - __checksum_end之間的CRC結果，最終校驗值__checksum長度爲4字節、固定CRC32算法、計算單元爲1字節、指定CRC初始值爲0xffffffff，其他設置默認，並將結果放在目標可執行文件destinationFile.out中。

ielftool --fill="0xFF;__checksum_begin–__checksum_end"
         --checksum="__checksum:4,crc32:p,0xffffffff;__checksum_begin-__checksum_end"
         sourceFile.out
         destinationFile.out

　　從上面的命令你應該能知道，sourceFile.out並非任意可執行文件都行的，其必須包含必要的__checksum_begin、__checksum_end、__checksum的定義。假設咱們代碼中並無實際使用CRC，那麼咱們須要在生成sourceFile.out文件的IAR工程選項裏作以下設置：

注意：__checksum_begin、__checksum_end符號、__checksum變量、.checksum段四個名字，用戶均可以自定義的，這裏命名成這樣主要是爲了和IAR默認定義相統一。

　　讓咱們隨便找一個嵌入式IAR工程按上面設置生成源hello_world.out文件，並使用ielftool工具執行一次命令看看，能夠看到產生了__checksum值，新生成的hello_world_1.out文件裏包含了正確的CRC校驗結果。

2、爲工程添加CRC校驗

　　IAR界面裏有兩種使用ielftool來生成CRC校驗值的方法，痞子衡一一介紹：

2.1 利用Checksum功能

　　第一種是直接在IDE界面裏配置，咱們隨便打開一個嵌入式工程，好比 \SDK_2.8.2_FRDM-K64F\boards\frdmk64f\demo_apps\hello_world\iar\，在工程選項Linker/Checksum下面，勾選Fill unused code memory和Generate checksum便使能了CRC校驗，藍色框裏的兩個地址用於設置CRC計算範圍，綠框裏的參數用於設置CRC算法細節，具體每一個配置什麼意義能夠查看 \IAR Systems\Embedded Workbench 8.50.6\arm\doc\EWARM_DevelopmentGuide.ENU手冊裏的Checksum一節，痞子衡在這裏不予展開。

　　下圖示例配置中有兩點要說明：1、算法選擇了CRC32，其多項式係數其實固定爲0x04C11BD7；若是想自定義CRC32多項式係數值，可選CRC polynomial；2、由於地址設置的是 0x0 - 0x400，一共1025個字節（包含0x400），因此checksum unit size此處僅能選8-bit，由於IDE強制要求地址對齊。

　　設置好以後從新編譯工程，此時會報錯「ielftool error: The string '__checksum' was not found in the string table 」，由於在程序代碼裏，咱們徹底沒有任何CRC相關的引用，IAR會忽略界面裏使能的CRC功能，因此咱們還須要將__checksum強行加入以下選項裏（注意__checksum是IAR裏默認定義的CRC檢驗值符號名）。

　　這時候再編譯工程就能夠在生成的.out和.map文件裏看到CRC信息了，__checksum被連接器隨機放在了0x2844的位置，__checksum_begin和__checksum_end是IAR默認記錄CRC計算範圍的符號變量名。

　　若是你想本身決定__checksum的連接位置，你能夠在工程連接文件裏添加放置 section .checksum，這個段便對應着__checksum。好比咱們試着將這個段放在0x1000的位置：

　　再一次編譯工程，查看map文件，此次__checksum被放在了咱們指定的0x1000的位置。

2.2 利用Post-build功能

　　第二種方式是利用IDE裏的Post-build功能，在第一節的基礎上，在工程選項Linker/Extra Options裏把ielftool命令加進去，這樣在編譯工程的時候，IAR會自動跑這個命令：

$TOOLKIT_DIR$\bin\ielftool --fill="0xFF;__checksum_begin-__checksum_end" --checksum="__checksum:4,crc32:p,0xffffffff;__checksum_begin-__checksum_end" --verbose "$TARGET_PATH$" "$TARGET_PATH$"

　　上述命令與第一節中命令基本一致，只是用"$TARGET_PATH$" "$TARGET_PATH$"替代了sourceFile.out destinationFile.out，而且加了--verbose顯示執行操做信息：

3、在工程中驗證CRC校驗

　　IAR生成的CRC校驗值在應用程序裏的使用就比較簡單了，見以下代碼，其中calc_crc()函數需與咱們以前在IAR配置的CRC算法參數相一致，此外代碼中的數據類型也是與具體CRC配置有關的。

　　另外還有兩個注意點：1、CRC計算範圍不該包含__checksum存放位置；2、CRC計算範圍若是沒有按照算法對齊要求，那麼實際計算時要相應補上0（使用IDE配置生成是強制對齊的，可是使用命令行沒有強制對齊）。

extern uint32_t const __checksum;
extern int32_t __checksum_begin;
extern int32_t __checksum_end;

void TestChecksum()
{
    uint32_t calc = 0;

    // 根據CRC計算範圍重算新CRC校驗值
    calc = calc_crc(0xFFFFFFFF,
                    (uint8_t *) &__checksum_begin,
                    ((uint8_t *) &__checksum_end - ((uint8_t *) &__checksum_begin) + 1));

    // 比對新CRC校驗值與IAR生成的CRC校驗值
    if (calc != __checksum)
    {
        printf("Incorrect checksum!\n");
    }
}

　　至此，在IAR開發環境下爲工程開啓CRC完整性校驗功能的方法痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裏~~~

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