使用__attribute__((at(addr))) 固定变量到指定 Flash 地址

在嵌入式开发中，有时我们需要在 Flash 指定地址存储特定的标志位或常量数据，例如 Bootloader 标志、固件版本信息、校验码等。这时，可以使用 __attribute__((at(addr))) 关键字，将变量固定存放在指定的 Flash 地址。

一、代码示例：将变量固定到 Flash 0x08001000

以下代码用于将 custom_data 变量固定到 Flash 地址 0x08001000，并赋值 0x12345678：

#define CUSTOM_FLAG_ADDR 0x08001000
#define SET_COMPILE_ADDR(addr) __attribute__((at(addr)))

SET_COMPILE_ADDR(CUSTOM_FLAG_ADDR) const uint32_t custom_data = 0x12345678;

代码解析：
#define CUSTOM_FLAG_ADDR 0x08001000 ：定义 Flash 目标存储地址 0x08001000，该地址必须是空闲的，否则可能会覆盖已有的代码或数据。

#define SET_COMPILE_ADDR(addr) __attribute__((at(addr))) ：使用 attribute((at(addr))) 指定变量存放的物理地址（仅适用于 ARM Compiler 5）。

SET_COMPILE_ADDR(CUSTOM_FLAG_ADDR) const uint32_t custom_data = 0x12345678 ：让 custom_data 变量存放在 0x08001000，并初始化值为 0x12345678。

二、attribute((at(addr))) 的作用

__attribute__((at(addr))) 是 Keil ARM Compiler 5（ARMCC5） 提供的编译器特性，允许开发者在编译时强制将变量存放到指定的 Flash 或 RAM 地址。例如：

• 用于 Bootloader 和应用程序通信

• 存储设备唯一 ID、固件版本等不可变数据

• 存储升级标志位

Tips：

• Keil ARM Compiler 6（ARMCC6）和 GCC（STM32CubeIDE）不支持 attribute((at(addr)))

  1. ARMCC6 和 GCC 需要使用链接脚本（scatter 文件或 .ld 文件）指定存储区域，不能直接使用 attribute((at(addr)))。

• 变量存放地址必须是 Flash 空闲区

  1. 如果 0x08001000 处已有数据或程序代码，custom_data 可能会破坏已有内容，导致程序崩溃。

  2. 需要先查看 Keil 生成的 .map 文件，确保 0x08001000 是可用的。

• Flash 不能直接修改

  1. custom_data 存在于 Flash，而 Flash 不能像 RAM 一样直接赋值修改。

  2. 如果要修改该变量的值，必须使用 Flash 擦除 + 重新写入 操作（见后文）。

三、attribute((at(addr))) 可能导致的问题

直接使用 attribute((at(addr))) 可能遇到的问题：

• 问题 1：Flash 代码段冲突

  如果 0x08001000 处有代码或数据，custom_data 可能会覆盖已有内容，导致程序崩溃。

  ✅解决方案：

  1. 查看 .map 文件 确保 0x08001000 是空闲的。

  2. 修改 scatter 文件 或 STM32CubeIDE 的 .ld 文件，手动指定存储区域。

• 问题 2：Flash 不能直接写入

  由于 Flash 只能在擦除后写入，custom_data 变量的值 0x12345678 无法在运行时修改。

  ✅解决方案：

  1. 使用 Flash 读写 API 修改该地址的数据，而不是使用 attribute((at(addr)))。

四、运行时修改 Flash 存储的变量

如果 custom_data 需要在程序运行过程中修改，就不能直接用 attribute((at(addr)))，而是应该使用 Flash 读写 API，如下所示：

#include "stm32f4xx_hal.h"

#define CUSTOM_FLAG_ADDR 0x08001000  // Flash 目标地址

void Write_CustomData(uint32_t new_value) {
    HAL_FLASH_Unlock(); // 解锁 Flash 写权限

    // 擦除 Flash 扇区（0x08001000 可能属于 SECTOR_1，需确认）
    FLASH_EraseInitTypeDef EraseInitStruct;
    uint32_t SectorError;
    EraseInitStruct.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_SECTORS;
    EraseInitStruct.VoltageRange = FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;
    EraseInitStruct.Sector = FLASH_SECTOR_1;  // 需要根据具体 MCU 修改
    EraseInitStruct.NbSectors = 1;
    HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &SectorError);

    // 写入新值
    HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, CUSTOM_FLAG_ADDR, new_value);

    HAL_FLASH_Lock(); // 锁定 Flash
}

🔹 该函数的作用：

• 先解锁 Flash

• 擦除 Flash 对应扇区

• 重新写入新的值

• 锁定 Flash，防止误操作

📌 优点

• 可以在运行时修改 custom_data，不会破坏代码。

• 适用于需要存储状态标志、参数配置的场景。

五、在 GCC（STM32CubeIDE）中实现同样功能

由于 __attribute__((at(addr))) 不支持 GCC，我们可以在 STM32CubeIDE 或 ARM Compiler 6 中使用链接脚本（.ld 文件） 实现相同效果。

1. 修改 STM32F4xx.ld
在 MEMORY 段中添加：

FLASH_CUSTOM (rx) : ORIGIN = 0x08001000, LENGTH = 4

然后，在 SECTIONS 段中添加：

.custom_data_section :
{
    *(.custom_data_section)
} > FLASH_CUSTOM

2. 在代码中存放变量

const uint32_t custom_data __attribute__((section(".custom_data_section"))) = 0x12345678;

📌 综上结论

• 如果数据不需要修改，可以用 attribute((at(addr)))（仅限 ARMCC5）。

• 如果数据需要修改，建议使用 Flash 读写 API。