保證代碼的完整性是嵌入式軟件開發(fā)中非常重要的一項(xiàng)任務(wù)。代碼的完整性檢查主要可以用于以下場(chǎng)合：

1. 在產(chǎn)線生產(chǎn)的時(shí)候，通過讀取相關(guān)軟件代碼版本號(hào)和相應(yīng)的校驗(yàn)碼來保證燒錄到MCU中的軟件是正確的；

2. 在通過Bootloader升級(jí)Application的時(shí)候，可以計(jì)算Application對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)碼并和之前存取的Application的校驗(yàn)碼進(jìn)行比較，保證Application升級(jí)的正確性；

3. 在運(yùn)行過程中，可以計(jì)算Application對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)碼并和之前存取的Application校驗(yàn)碼進(jìn)行比較，保證Application在沒有損壞的情況下運(yùn)行。（注意：根據(jù)需求的不同，在運(yùn)行過程中可以分為上電檢查一次和運(yùn)行過程中周期性地檢查）。

代碼的完整性檢查一般是通過計(jì)算對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼，并和之前存儲(chǔ)的校驗(yàn)碼進(jìn)行比較，若二者一致，說明對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的完整性是好的，否則說明對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域數(shù)據(jù)被損壞。當(dāng)然，完整性檢查準(zhǔn)確率跟校驗(yàn)碼有很大的關(guān)系，業(yè)界比較常用的是CRC。（注意：本文不對(duì)CRC原理進(jìn)行詳細(xì)說明，想了解更多關(guān)于CRC的內(nèi)容，請(qǐng)參考相關(guān)文獻(xiàn)。） IAR Embedded Workbench中內(nèi)嵌了ielftool，可以在Link的時(shí)候生成對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼并存儲(chǔ)在指定的地址。 目前越來越多的MCU中內(nèi)嵌了CRC硬件模塊，可以用于快速計(jì)算對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼。（本文以STM32 MCU為例介紹，方法同樣適用于其它帶CRC硬件模塊的MCU。）

本文主要介紹如何在IAR Embedded Workbench中生成對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼并存儲(chǔ)在指定的地址，然后利用MCU中內(nèi)嵌的CRC硬件模塊計(jì)算對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼，并和之前存儲(chǔ)的校驗(yàn)碼進(jìn)行比較來檢查代碼的完整性。

在IAR Embedded Workbench中生成對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼并存儲(chǔ)在指定的地址

下面的選項(xiàng)使用CRC-32/MPEG-2為例生成對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼： 在IAR Embedded Workbench工程選項(xiàng)（Options）里面Linker選項(xiàng)里面生成Checksum 1. 勾選“Fill unused code memory”, Fill pattern里面填充相應(yīng)的值（關(guān)于填充值請(qǐng)參考往期文章：“填充沒有使用的ROM來提高系統(tǒng)的健壯性”） 2. Start address和End address輸入對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的地址（注意：不能包括存放Checksum的地址區(qū)域。比如，Checksum存放與0x080FFFFC ~ 0x080FFFFF, End address需要輸入0x080FFFFB）

3. 勾選“Generate Checksum”：

· Checksum Size: 選擇 “4 bytes”,

· Alignment: 輸入 “4”,

· Algorithm: 選擇 “CRC32”

· Complement: 選擇 “As is”,

· Initial value: 輸入“0xFFFFFFFF”，不要勾選“Use as input”

· Bit order: 選擇 “MSB first”

· 不要勾選 “Reverse byte order within word”

· Checksum unit size: 選擇 “32-bit”

在ICF文件中輸入相應(yīng)命令將Checksum放置指定的地址（這里是將checksum放置到Flash的最后）：

place at end of FLASH_region { section .checksum };

構(gòu)建（Build）成功之后，在Build窗口會(huì)顯示對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的Checksum相關(guān)信息（Build窗口中的Filter Level要為All）：

查看生成的map文件：

__checksum：存放于地址0x80f'fffc ~ 0x80f'ffff (Size: 4 bytes)

__checksum_begin: Checksum計(jì)算的起始地址：0x800'0000

__checksum_end: Checksum計(jì)算的結(jié)束地址：0x80f'fffb

在代碼中調(diào)用CRC硬件模塊計(jì)算對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼并和之前存儲(chǔ)的校驗(yàn)碼進(jìn)行比較

首先需要在代碼中聲明Checksum相關(guān)的變量：

/* Linker generated symbols */
extern uint32_t const __checksum;
extern uint32_t __checksum_begin;
extern uint32_t __checksum_end;

然后在代碼中計(jì)算對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼并和之前存儲(chǔ)的校驗(yàn)碼進(jìn)行比較（注意：每次重新計(jì)算之前需要Reset CRC模塊）：

/* Resets the CRC calculation unit                                    */
CRC->CR = 0x01;
 
/* Calculate the code flash using CRC calculation unit                */
CrcValue = HAL_CRC_Accumulate(&hcrc, (uint32_t *)&__checksum_begin,
   (((uint32_t)&__checksum_end - (uint32_t)&__checksum_begin + 1u)/4u)); 
       
/* Compare the calculated CRC with the previously stored CRC          */
if(__checksum == CrcValue)
{
    RomTst_Result = true;
}
else
{
    RomTst_Result = false;
}

調(diào)試

調(diào)試發(fā)現(xiàn)，通過CRC硬件模塊計(jì)算出來的校驗(yàn)碼和之前存儲(chǔ)的校驗(yàn)碼是一致的，說明檢查代碼區(qū)域的完整性是好的：

總結(jié)

本文主要介紹了如何在IAR Embedded Workbench中配置在Link時(shí)生成對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼并存儲(chǔ)于指定地址，然后在運(yùn)行過程中使用MCU內(nèi)嵌的CRC硬件模塊計(jì)算對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的校驗(yàn)碼，并和之前存儲(chǔ)的校驗(yàn)碼進(jìn)行比較來檢查對(duì)應(yīng)代碼區(qū)域的完整性。

審核編輯：湯梓紅