ARM GCC如何强制未使用的AES变量加载到Bootloader指定Flash地址？

基于Cortex-M7的Bootloader项目使用ARM GCC 10.3.1编译器，需将一个仅主应用使用的AES密钥变量固定到Flash指定地址。已完成以下配置，但变量仍被编译器优化剔除：

• 链接脚本中定义专属内存区域与段，且添加KEEP指令
• 变量标记__attribute__((section(".aes_key_sect")))属性
  仅在Bootloader的init函数中对变量做伪访问时，变量才会被纳入构建。添加const关键字无效果，寻求更优解决方案。

相关代码与现象 #

链接脚本内存定义

/* Specify the memory areas */
MEMORY
{
    FLASH_FSBL          (rx)    : ORIGIN = 0x08000000,  LENGTH = 126K
    FLASH_FSBL_AESKEY   (rx)    : ORIGIN = 0x0801F900,  LENGTH = 256
}

自定义AES密钥段

/* Section for AES key */
.aes_key_sect :
{
    PROVIDE(region_aes_key_start = .);
    KEEP (*(.aes_key_sect))
    PROVIDE(region_aes_key_end = .);
} >FLASH_FSBL_AESKEY

Boot代码变量定义

#define LOCATION_AES_KEY       __attribute__((section(".aes_key_sect")))

LOCATION_AES_KEY static uint8_t aeskey_const[] = {
#include "../../../aes256_key.txt"
};

编译现象

• 未伪访问时：FLASH_FSBL_AESKEY占用为0
• 添加伪访问代码后：FLASH_FSBL_AESKEY占用32B（符合AES-256密钥长度）

方案1：给变量添加used属性（推荐） #

直接在变量属性中添加used，强制编译器保留该变量，避免编译阶段被优化剔除，后续链接器的KEEP指令即可正常将其放入指定区域：

#define LOCATION_AES_KEY       __attribute__((section(".aes_key_sect"), used))

LOCATION_AES_KEY static uint8_t aeskey_const[] = {
#include "../../../aes256_key.txt"
};

方案2：链接脚本中直接引用变量符号 #

若不想修改C代码，可在链接脚本中直接指定变量符号，强制链接器包含该变量。注意：若变量用static修饰，需额外添加externally_visible属性让符号对外可见：

修改C代码

#define LOCATION_AES_KEY       __attribute__((section(".aes_key_sect"), externally_visible))

LOCATION_AES_KEY static uint8_t aeskey_const[] = {
#include "../../../aes256_key.txt"
};

修改链接脚本

/* Section for AES key */
.aes_key_sect :
{
    PROVIDE(region_aes_key_start = .);
    KEEP (*(.aes_key_sect))
    /* 直接引用变量符号，强制链接器包含 */
    KEEP(*(aeskey_const))
    PROVIDE(region_aes_key_end = .);
} >FLASH_FSBL_AESKEY

方案3：针对文件关闭未使用变量优化 #

在Makefile中给包含该变量的源文件添加编译选项-fno-unused-variable，禁止编译器优化该文件中的未使用变量：

# 假设变量在boot_key.c文件中
boot_key.o: CFLAGS += -fno-unused-variable

内容的提问来源于stack exchange，提问作者unalignedmemoryaccess