分享：几行代码，在Keil环境下实现动态链接库（原创）

dog

有时，我们的MCU产品需要用到【动态链接库】技术，
【动态链接库】是可以替换的，可以动态从上位机加载。

第一次在Keil上搞动态链接库，
看了一下其它的方法，都太麻烦，有的是要用RT-Thread，有的还说要上Linux，我去。。
经过一番研究，发现其实很简单，共享给大家，造福人类：

首先，我们要设置Keil的链接器参数，
如下图所示，打开Keil中链接器的配置文件，它的扩展名是.sct文件。



编辑该sct文件：
1.在文件中，定义两个Flash映像，这样你编译出来，会产生两个bin件，
即FLASH_MAIN.bin 和 FLASH_DLL.bin，在Keil中，两个文件可以一次烧入MCU。
分成两个文件，可避免Main和DLL之间的【没有用到的空间】也包含bin文件里，
造成bin文件很大，在调试下载时会浪费时间。
另忘了在Keil要用它把HEX转成bin文件用frmelf命令：
fromelf --bin --output "$L..\..\bin\xxxx.bin" "#L"

2. 在文件中定义两个SECION，即MAIN_CODE， 和DLL_CODE。
这样，我们就可以把函数代码放到指定的区域。

1. 
   
2. ; *************************************************************
   
3. ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
   
4. ; *************************************************************
   
5. 
   
6. LR_IROM1 0x08000000 0x00001000  {    ; 定义你的FLASH_MAIN bin文件区域
   
7.   FLASH_MAIN 0x08000000 0x00001000  {  ; 定义主程序的起始地址与空间
   
8.    *.o (MAIN_CODE)      ; 定义主程序代码SECTION
   
9.    *.o (RESET, +First)  
   
10.    *(InRoot$Sections)
    
11.    .ANY (+RO)
    
12.    .ANY (+XO)
    
13.   }
    
14. 
    
15.   RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
    
16.    .ANY (+RW +ZI)
    
17.   }
    
18. }
    
19. 
    
20. LR_IROM2 0x08001000 0x00002000  {   ; 定义你的FLASH_DLL.bin文件区域
    
21.   FLASH_DLL  0x08001000 0x00002000  {  ; 定义DLL的起始地址与空间大小
    
22.      *.o (DLL_CODE)    ;定义动态库代码SECTION
    
23.    }
    
24. }
    

复制代码

1. 
   
2. // DLL.h文件代码
   
3. 
   
4. // 定义动态库要输出的函数类型
   
5. typedef void (*TYPE_DLL_FUN1)(void);
   
6. typedef int (*TYPE_DLL_FUN2)(int);
   
7. 
   
8. // 将常量函数指针声明为external，供其它C模块直接调用。
   
9. extern const TYPE_DLL_FUN1 FP_DLLFun1;
   
10. extern const TYPE_DLL_FUN2 FP_DLLFun2;
    
11. 
    
12. // 声明函数原型，并定义将函数放在指定的DLL_CODE的SECTION中。
    
13. void DLLFun1(void) __attribute__((section("DLL_CODE")));
    
14. bol DLLFun2(void) __attribute__((section("DLL_CODE")))
    

复制代码

1. 
   
2. // DLL.c文件代码
   
3. 
   
4. // 在C文件中定义常量指针实例，将其放置在Flash固定地址，并初始化函数指针为函数的真实地址
   
5. const TYPE_DLL_FUN1 FP_DLLFun1 __attribute__((at(0x08001000))) = (FP_DLLFun1)DLLFun1;
   
6. 
   
7. // 函数体代码
   
8. void DLLFun1(void)
   
9. {
   
10.     ...
    
11. }
    
12. 
    
13. void DLLFun2(void)
    
14. {
    
15.     // 这里可通过函数指针直接调用主程序中的函数。
    
16.     FP_MainFun1();
    
17. }
    
18. 
    

复制代码

主函数中，向DLL共享函数，也是同样的方法，就不再赘述。
希望我说清楚了。
当然，这些步骤，可以用宏定义来简化，
有什么更好的方法实现动态链接？
希望大家交流指导。

hameyou

你这不叫动态链接吧

shiva_shiva

怎么动态调用呢？

Himem

reloc都没呀

dog

Himem 发表于 2021-9-7 19:26
reloc都没呀

太专业，不明白

dog

shiva_shiva 发表于 2021-9-7 19:21
怎么动态调用呢？

刚刚才写完整，再看看

dog

hameyou 发表于 2021-9-7 19:08
你这不叫动态链接吧

可以更新，从上位机动态下载并运行，就是动态库了。

wye11083

lz你这样搞跑user code是ok的，但是中断。。。。

你这套逻辑就是mcu的bootloader干的事，你写的这一堆就是bootloader。。只不过mcu是可以物理上动态切换中断向量的，而你的程序貌似必须得做一个int proxy过去了。

jingwaner

不是分散加载吗？还以为啥呢

whatcanitbe

想法不错

security

这个只是分散加载，毕竟动态库是成熟的专有名词，不能随便叫，这个类似于 mcu 常见的内置的 rom libs，所谓的动态更新，也只是更新指定分区的代码功能。并没有实现动态链接。

armstrong

楼主的标题真是言过其实。
你这不叫动态链接技术，只是一个函数地址表而已，是很普通的用法。你这需求别跟动态库扯起来，贻笑大方。
就拿你说的main和dll两部分来说吧：
dll应该随便放在哪个地址都能正确运行；而且dll也携带全局变量，加载时还要为这些变量赋初始值，比如dll代码里写：
int aaa = 85;
那么dll被链接时，aaa变量就应该被初始化，并且地址能被main获得，当然也能被dll访问。
dll要让main透明的访问其函数和变量，在main看来，这些函数和变量就像它自己代码里的一样。
楼主好好地啃一啃《程序员的自我修养：链接、装载与库》，保证让你谦虚一点。

dreampet

虽然有点打击楼主的积极性，但还是得说说，这种实现的灵活性太差， 至少要做到不需要定义常量函数指针，才有工程价值

whatcanitbe

这个还是有应用场合的。你做的代码以这种形式提供给对方做二次开发，比直接提供lib安全性好多了

dog

wye11083 发表于 2021-9-7 22:03
lz你这样搞跑user code是ok的，但是中断。。。。

你这套逻辑就是mcu的bootloader干的事，你写的这一堆就是 ...

和中断没关系啊，没有动MSP，也没有动中断向量表。
当然也不能把中断服务函数放在动态库里，也没这个必要。

dog

dreampet 发表于 2021-9-8 08:17
虽然有点打击楼主的积极性，但还是得说说，这种实现的灵活性太差， 至少要做到不需要定义常量函数指针，才 ...

比如，要怎么做？

2nd

whatcanitbe 发表于 2021-9-8 08:25
这个还是有应用场合的。你做的代码以这种形式提供给对方做二次开发，比直接提供lib安全性好多了 ...

去掉调试信息的lib拿到了作用也不大了，没有源文件信息。跟这个方式比，编译简单很多

dog

armstrong 发表于 2021-9-8 07:58
楼主的标题真是言过其实。
你这不叫动态链接技术，只是一个函数地址表而已，是很普通的用法。你这需求别跟 ...

哇，好实用的低调。
这种书可能我看不懂

akey3000

下了一跳，原来是分散加载

dog

jingwaner 发表于 2021-9-7 22:19
不是分散加载吗？还以为啥呢

分散加载又是啥啊？

dog

akey3000 发表于 2021-9-8 08:57
下了一跳，原来是分散加载

明明是分布式加载

ycwjl728

感谢分享经验！

dog

security 发表于 2021-9-7 23:43
这个只是分散加载，毕竟动态库是成熟的专有名词，不能随便叫，这个类似于 mcu 常见的内置的 rom libs，所谓 ...

是哪个公司的成熟专有名词啊？
我只是分享了一个简单的办法，不知道离你心中的【动态链接库】差多远。
能不能科普一下，什么是动态链接库？

armstrong

楼主还沉浸在兴奋当中，就像一年级小孩学会了10以内的加法运算一样高兴。
帖子标题中的“动态链接库”，是一个已经有明确定义的概念，你不知道可以百度啊。
你不知道这个概念却用了这个标题，点进来看的人当然会感觉到落差，才忍不住会纠正一下。

armstrong

这样吧，基于楼主现有的实现，给楼主出个题：
1、确保在main代码中调用DLLFun1()，先编译一次得到main1.bin和dll1.bin，分别写入芯片；
2、修改DLLFun1()函数，增加对malloc和printf这类库函数的调用（确保第1步代码中没有调用过该库函数），再编译得到dll2.bin；
3、把dll2.bin写入芯片（但不要写main2.bin，因为这是动态加载的目的）；
4、等着看奇迹吧。

dog

armstrong 发表于 2021-9-8 10:19
楼主还沉浸在兴奋当中，就像一年级小孩学会了10以内的加法运算一样高兴。
帖子标题中的“动态链接库”，是 ...

你是对的。

cloudboy

楼主的标题有点言过其实，但是换个角度看对于大家也是非常实用的技术，能解决问题
一般认为的动态库会安排上位置无关代码PIC，能任意被加载到自定义地址执行，有些符号表可能还需要加载器动态修改指令来完成加载
我觉得大家没有必要把MCU的执行环境搞得和dll、so这些概念一样，毕竟这玩意第一步的函数名匹配的效率对于MCU来说就显得很奢侈

dog

armstrong 发表于 2021-9-8 10:41
这样吧，基于楼主现有的实现，给楼主出个题：
1、确保在main代码中调用DLLFun1()，先编译一次得到main1.bin ...

本人理解能力有限，没搞懂你说的。

dog

cloudboy 发表于 2021-9-8 10:50
楼主的标题有点言过其实，但是换个角度看对于大家也是非常实用的技术，能解决问题
一般认为的动态库会安排 ...

是的，是个标题党，
确实简单，粗暴，有用。

security

dog 发表于 2021-9-8 09:13
是哪个公司的成熟专有名词啊？
我只是分享了一个简单的办法，不知道离你心中的【动态链接库】差多远。
能 ...

只能这么说吧：动态链接库，是成名许久的专有名词，也不是某个公司的。

wt3333

优秀  向楼主学习,向楼主致敬

security

dog 发表于 2021-9-8 10:52
是的，是个标题党，
确实简单，粗暴，有用。

armstrong 在 24 楼说得对，以为在动态链接库有了新的突破，几行代码就实现了。
点进来，却发现不是。
（对动态链接库有了解同学，想必对楼主的这个技术，是 get 的，因此难免有落差。并不是说楼主的技术 low。只是说专有名词，还是不要乱用。）

dog

security 发表于 2021-9-8 11:53
armstrong 在 24 楼说得对，以为在动态链接库有了新的突破，几行代码就实现了。
点进来，却发现不是。
（ ...

应该怎么说？这叫啥？

dog

security 发表于 2021-9-8 11:38
只能这么说吧：动态链接库，是成名许久的专有名词，也不是某个公司的。 ...

我还以为是Microsft的注册商标呢

security

dog 发表于 2021-9-8 12:00
应该怎么说？这叫啥？

叫什么，这个就不知道了，反正不能叫动态链接库就是了。

给你看一个类似的（MCU 中的 ROM API，只不过人家的 API 是放在 ROM 中，不能更新而已）：「痞子衡嵌入式：利用i.MXRT1xxx系列ROM提供的FlexSPI driver API可轻松IAP」

dog

security 发表于 2021-9-8 13:00
叫什么，这个就不知道了，反正不能叫动态链接库就是了。

给你看一个类似的（MCU 中的 ROM API，只不过人 ...

你给的这个链接，我不懂具体环境，不做评价。
你可以说出你心中的动态链接库的标准准，你又不说，但你没权力要求我不能用【动态链接库】这个词吧。
好歹我也开发了几十年的Windows软件，还真不是想蹭这个名词热度，
可能只是机缘巧合，叫了这个名字，本身只是分享一个小技巧。
就像你看到的是分散加载，我看到的，只是抬杠。

落叶知秋

可以了解一下：ABI（Application Binary Interface，应用程序二进制接口）

dukelec

dog 发表于 2021-9-8 12:00
应该怎么说？这叫啥？

既然不動，那就叫 靜態庫 唄，完整是 模塊化免連接靜態庫

dog

dukelec 发表于 2021-9-8 14:20
既然不動，那就叫 靜態庫 唄，完整是 模塊化免連接靜態庫

静态库, 一般是指静态链接库, 是指在链接之前给出的编译过的库.
而这个, 是直接调用可执行, 可替换的机器代码.
Coretex MCU的代码是不可以移动位置的, 因为指令带的是相对偏移地址,
在既没有文件系统, 也没有操作系统的情况下,非要拿来和Windows的动态库比, 那它确实是动不了.

security

dog 发表于 2021-9-8 13:49
你给的这个链接，我不懂具体环境，不做评价。
你可以说出你心中的动态链接库的标准准，你又不说，但你没 ...

不是抬杠，只是讨论（或者类似评审）时的一个建议，最终的采纳权在你。

动态链接库的标准，12 楼，armstrong 同学已经说得很清楚了。

至于那个链接，从那个标题「痞子衡嵌入式：利用i.MXRT1xxx系列ROM提供的FlexSPI driver API可轻松IAP」来管中窥豹一下：
1、芯片原厂在 ROM 中预置了 FlexSPI driver API，
2、我们可以调用 ROM 中的  FlexSPI driver API 实现具体应用（IAP 应用）。
是不是跟你的动态链接库很类似，只是 ROM 始终是 ROM，无法更新。

dukelec

dog 发表于 2021-9-8 15:07
静态库, 一般是指静态链接库, 是指在链接之前给出的编译过的库.
而这个, 是直接调用可执行, 可替换的机器 ...

所以我說了 免連接

要動起來不需要文件系統，也不需要操作系統，gcc 編譯的時候加 -fPIC 參數（position-independent code），
然後你可以把編譯出來的程序動態拷貝到內存運行（寫入空閒的任意 flash 地址運行也可以）
這段程序可以存放在外部 spi flash、通過 uart 通訊下載、存在內部 flash 等等都行

就算編譯到固定的 ram 地址，然後動態拷貝到內存來運行，至少也算動了一下

dog

dukelec 发表于 2021-9-8 15:26
所以我說了 免連接

要動起來不需要文件系統，也不需要操作系統，gcc 編譯的時候加 -fPIC 參數（position ...

如果是统一放置在一个固定的RAM里, 同样的方法, 那也是可以做到的,
只是步骤多一点, 在RAM里面调试.
但我认为, 动态链接库的(动), 不是指代码放的地方可以动, 存储地点动, 可以实现的, 用一个静的地址间接找,或搜,
本质就是这样.
谢谢大神参与讨论.

dog

security 发表于 2021-9-8 15:22
不是抬杠，只是讨论（或者类似评审）时的一个建议，最终的采纳权在你。

动态链接库的标准 ...

嗯嗯,谢谢.

wurst

我早就在产品中应用此方案了，姑且叫 OS层和 APP层。

OS层：提供底层驱动、抽象层、RTOS等。

APP层：纯应用层。

这样至少有个好处，在做OTA时，更新固件体积极小。

whatcanitbe

wurst 发表于 2021-9-8 20:42
我早就在产品中应用此方案了，姑且叫 OS层和 APP层。

OS层：提供底层驱动、抽象层、RTOS等。

能不能提供一个可以实验的案例，串口+点灯就行

security

wurst 发表于 2021-9-8 20:42
我早就在产品中应用此方案了，姑且叫 OS层和 APP层。

OS层：提供底层驱动、抽象层、RTOS等。

给你取个名字吧：系统和应用分离。分离的程度彻不彻底呢？

dog

security 发表于 2021-9-8 21:37
给你取个名字吧：系统和应用分离。分离的程度彻不彻底呢？

我觉得叫【硬杠】比较好。
只是单片机系统，你非要杠软件工程理想。

dog

whatcanitbe 发表于 2021-9-8 21:31
能不能提供一个可以实验的案例，串口+点灯就行

你如果看懂了，点个房子都行。

dog

wurst 发表于 2021-9-8 20:42
我早就在产品中应用此方案了，姑且叫 OS层和 APP层。

OS层：提供底层驱动、抽象层、RTOS等。

能不能分享一下你具体操作的办法？

security

dog 发表于 2021-9-9 08:57
我觉得叫【硬杠】比较好。
只是单片机系统，你非要杠软件工程理想。

是你敏感了吧。

那只是很普通的向层主请教的语气，愿闻其详。

编辑新增：
1、层主用了 姑且 二字，所以我帮忙取个应该还算切中命题的名字，有什么不妥吗？
2、分离的程度彻不彻底呢？这只在是请教问题（如果带有感情色彩去看，那没招），这关系到好不好用，是这种方案的最大参考评价标准了吧，好用的话，层主又愿意开源分享的，大家都受益，也没什么不妥吧？

dog

security 发表于 2021-9-9 09:13
是你敏感了吧。

那只是很普通的向层主请教的语气，愿闻其详。

你要拿出自己的观点，要达到哪些？才是你心中的彻底。
别引用大神的话，或搬出自己读过的书，凡尔赛似的。
你要质疑或讨论，就把你的要求 一点一点列出来。
否则，你只是在否定别人的，让自己有存在感。

另外，这只是一个简单实用的办法，是否纯净，完美无暇，那要看你自己了。
你非要来扛文字艺术，还给我这贴子取名字，拜托。

jathenal

LZ善于动脑和思考这点是值得肯定的，但这个实现方式与大家普遍认知的动态链接库还是有不小区别的。
打个比方，嵌入式环境就像自行车，LZ开动脑筋，给这自行车装了4个轮子，并且能骑行，于是告诉大家我实现了嵌入式“汽车”。
呃……于是大家觉得，这叫4轮自行车、4轮人力车等等都可以，也挺有创意，但它肯定不是汽车。

security

dog 发表于 2021-9-9 09:49
你要拿出自己的观点，要达到哪些？才是你心中的彻底。
别引用大神的话，或搬出自己读过的书，凡尔赛似的 ...

没给你取名字的，那只是给层主的姑且，献丑取一个而已。

我已经至少 7、8 年没弄这玩意了（也懒得去回顾），只是这个评价标准是关键的，一直留在心底，
这边只是看到已经实现的可行方案，有兴趣，就跟很早以前有一个坛友，说的影子函数，但是他不细说分享，很遗憾。

你太敏感了。感觉你要是参加一个评审会议的话，估计会跟人干架。

dog

security 发表于 2021-9-9 09:59
没给你取名字的，那只是给层主的姑且，献丑取一个而已。

我已经至少 7、8 年没弄这玩意了（也懒得去回顾 ...

你又扯远了，打住。

dog

jathenal 发表于 2021-9-9 09:52
LZ善于动脑和思考这点是值得肯定的，但这个实现方式与大家普遍认知的动态链接库还是有不小区别的。
打个比 ...

我赞同你，不过。
然后拿出一个神仙一样的比喻。
这是一个技术贴。

BongBong

楼主的这套, 其实对于单片ARM这些很实用了.
如果我没记错, nrf系列蓝牙固件就是这样搞的.
很实用.

至于完全动态, 甚至文件这样的形式, 可以对芯片的要求就不一样.
如果没有linux,  上一些重的RTOS, 也没必要
所以要点个赞!

huangqi412

arm支持变量和代码位置无关。主要是全局变量起始位置，我记得编程规范应该是用r9传递。代码入口位置一般是通过头部描述段解析，上位机那套是用字符串匹配，对单片机是个笨重操作，虽然只是载入时用到，总感觉风格错位，还有访问变量要反复切换r9内容跳转变量空间。
一段没有main的代码包含全局变量可以编译成lib,编译时指定地址。也可以不指定地址编译成dll,在main载入加载段也就是生成的bin,通过解析头部描述字段动态分配执行段也就是代码和变量空间，提取出函数入口表也就指针，后面再用。   跟楼主静态库比是动态分配代码和变量的空间以及解析提取入口。。。   编译器生成的原始输出文件就含丰富信息，可以直接当dll载入用，mdk提取烧写算法文件就类似这样用法，但是非常庞大笨重，更实用还是生成bin里附一个描述头，将解析工作简化。反正这种笨重用法对单片机用途不大，楼主位分割指派空间是更实用，lib和main空间分割，分割空间不是新大陆，有些单片机内嵌外设库就这样。

huangqi412

nxp好像是有些内嵌了boot flash操作函数？就是楼主这样

dog

huangqi412 发表于 2021-9-16 17:06
nxp好像是有些内嵌了boot flash操作函数？就是楼主这样

是的，这种方法，也可以让应用部分调用Boot中的函数。
又不会增加太多开销。

rrc

在硬汉那边有位博主已经实现了动态加载，可以看看去；链接：https://www.armbbs.cn/forum.php? ... p;extra=&page=1

rrc

落叶知秋 发表于 2021-9-8 14:18
可以了解一下：ABI（Application Binary Interface，应用程序二进制接口）
(引用自37楼)

大佬，Beremiz 编译下载app到控制器上是不是动态加载模块技术呀

落叶知秋

rrc 发表于 2023-6-16 20:11
大佬，Beremiz 编译下载app到控制器上是不是动态加载模块技术呀
(引用自61楼)

Beremiz原版带OS的(Win、Linux)，是以动态库的形式加载用户逻辑程序(app)的

我在本论坛发的基于stm32f103单片机的，不属于动态库形式，倒是有点类似静态加载，
上位机(ide)编译和下位机(runtime)加载约定了一个共同的地址，存储一些入口函数指针来实现runtime和app之间的资源相互调用

liang16888

感谢分享经验 thank you

whatcanitbe

落叶知秋 发表于 2023-6-17 14:41
Beremiz原版带OS的(Win、Linux)，是以动态库的形式加载用户逻辑程序(app)的

我在本论坛发的基于stm32f10 ...
(引用自62楼)

哪个链接？

rrc

落叶知秋 发表于 2023-6-17 14:41
Beremiz原版带OS的(Win、Linux)，是以动态库的形式加载用户逻辑程序(app)的

我在本论坛发的基于stm32f10 ...
(引用自62楼)

谢谢大佬解惑，最近在研究动态加载模块和beremiz的编译流程，您发表的几个贴子我都看过了，beremiz资料应该是全网最详细的，很强！