浅谈嵌入式软件开发之使用Srecord工具实现S19文件数据填充和CRC校验和自动计算与存储方法详解

作者按：本文介绍Srecord工具及其数据填充和CRC自动生成的方法适用于任意S19文件，与生成S19文件的工具链无关。强烈推荐用于处理S32DS IDE编译结果S19文件。

内容提要

引言

1. srec_info使用

2. srec_cmp使用

3. srec_cat使用

3.1 srec_cat的fill过滤器命令功能

3.2 srec_cat的checksum过滤器命令功能

4. Windows 命令行批处理脚本调用Srecord的srec_cat实现S19文件数据填充和CRC校验和自动计算的具体实现方法和步骤

5. 使用批处理脚本文件生成S32K144的CRC校验和

5.1 按照S32K144的Flash存储器空间设置数据填充和CRC校验自动生成参数

5.2 将批处理文件拷贝到要处理的S19文件所在目录，双击运行

总结

参考资料

引言

S32DS IDE使用的GNU GCC工具链没有提供对编译结果的CRC校验和自动生成工具，不能像CodeWarrior那样简单的通过prm链接文件关键词FILL和CHECKSUM进行数据填充和CRC校验和自动生成:

Tips: 关于CodeWarrior IDE应用工程实现S19文件数据填充和CRC校验和生成的方法，请参考以下公众号文章(点击文章标题即可直接跳转阅读)：

《CodeWarrior IDE使用Tips之利用prm链接文件实现储存器数据填充和代码编译结果CRC校验和自动生成详解》；

为了实现对S32DS IDE应用工程编译结果生成的S19文件进行数据填充和CRC校验和自动生成，满足bootloader开发需求，本文给大家介绍一个功能强大的嵌入式MCU Flash编程文件编辑处理工具–Srecord， 它是一个开源的S19文件处理工具，其开发初衷时为用户提供处理EEPROM加载文件的强大工具集合，其官网和下载链接如下：

http://srecord.sourceforge.net/

将下载最新版本srecord-1.64-win32.zip压缩包解压，所得文件如下，包含Readme使用说明和3个具体的工具软件可执行文件以及一个pdf版本的用户手册：

Srecord提供了3个强大的命令行工具：

• srec_info: 用于检索输入文件的基本信息，比如查看S19文件的起始地址；

• srec_cmp: 用于比较两个输入文件，输出两个S19文件的比较结果，是否一致；

• srec_cat: 这是最有用的工具，用于对输入文件进行抽取/增加/创建/合并(extract/add/create/merge/etc)等操作；

以上Srecord工具可以支持几乎所有的嵌入式MCU编译结果的Flash编程文件格式，比如常见的Motorola S19(S-record), Intel HEX和Binary二进制文件；其支持的完整Flash编程文件格式，请参考如下链接：

http://srecord.sourceforge.net/

1. srec_info使用

srec_info可以输出S19文件的基本信息，比如在window命令行中输入命令：

srec_info S32K144_App_TestPrj.srec

运行结果如下：

• 其解析出了输入编程文件的格式(Format)为：Motorola S-Record；

• 文件名(Header)为：“S32K144_App_TestPrj.srec”；

• 可执行程序起始地址(Execution Start Address): 0x411;

• 编程文件占用地址空间(Data): 0x0000~0x5633;

Tips: 由于Srecord不是正常安装的Windows软件程序，而且直接解压后使用的，所以运行以上测试时，需要进入Srecord的解压文件夹，并将测试S19文件也拷贝到该文件夹下；当然也可以通过Wimdow命令行的“set path = ”命令将Srecord的解压文件夹设置为Windows的系统临时环境变量使用；

Tips: 关于srec_info的使用，更多详情请参考如下链接：

http://srecord.sourceforge.net/man/man1/srec_info.html

2. srec_cmp使用

srec_cmp工具用于比较两个输入编程文件的存储器内容是否相同，跟Linux中的diff差不多；

比如输入以下命令：

srec_cmp app1.srec app2.srec

若两个S19文件的内容不同，则会输入如下信息：

srec_cmp: files "app1.srec" and "app2.srec" differ

Tips: 关于srec_cmp的使用，更多详情请参考如下链接：

http://srecord.sourceforge.net/man/man1/srec_cmp.html

3. srec_cat使用

srec_cat是Srecord最重要的功能程序，其名字取自英文concatenate的，意为连接多个输入文件，但其实它还提供了非常丰富的功能，比如：

• Converting files–多种编程文件格式间的转换，比如S19转换为hex或者binary文件；

• Inserting or removing data–编程文件数据的插入和删除；

• Joining/splitting files–联合/分割编程文件；

• Moving data–编译编程文件中的数据到指定的地址；

• Fill in patterns or fill the blanks–按照指定模式填充编程文件中的空缺地址；

• Creating data--创建编程数据/文件；

• Changing data--改变已有编程文件的数据；

• Creating multiple kinds of checksums–以及生成并添加编程数据的校验和；

本文件将用到srec_cat的fill和checksum两个过滤器(filter)功能命令，实现对S19文件的数据填充和CRC校验和自动计算与存储。

3.1 srec_cat的fill过滤器命令功能

srec_cat的fill命令可以实现对指定地址范围(address-range)的指定数据(value)填充，其命令格式如下：

−fill value address-range

Tips: srec_cat fill只支持按字节进行填充，即以上命令的参数value的取值范围只能是：0x00~0xFF；

3.2 srec_cat的checksum过滤器命令功能

srec_cat能够支持很多不同的<checksum_filer>来实现不同格式的CRC校验和生成和储存（储存地址为address，CRC长度/宽度为[ nbytes [ width ]]，可选）：

−<checksum_filer> address [ nbytes [ width ]]

常用的<checksum_filer>有：

CRC32_Big_Endianaddress [ modifier… ]:进行32-bit CRC校验和计算，结果按照大端模式储存，计算时，输入数据不连续的空缺地址将被自动忽略，字节按地址升序处理（而不是按它们在输入中出现的顺序）。其中modifier可以是以下输入：

CRC32_Little_Endianaddress[ modifier… ]：与CRC32_Big_Endian 功能类似，只是结果按照小端模式存储；

CRC16_Big_Endianaddress [ modifier… ]：进行16-bit CRC校验和计算，结果按照大端模式储存， 计算时，输入数据不连续的空缺地址将被自动忽略，字节按地址升序处理（而不是按它们在输入中出现的顺序）。其中modifier可以是以下输入：

number：设置CRC校验和多项式

−POLYnomialname，name可以是以下已知确切选项，对应不同的CRC多项式：

以及以下不同的选项：

CRC16_Little_Endianaddress [ modifier… ]：功能与CRC16_Big_Endian类似，只是结果按照小端模式存储；

Tips: crec_cat还支持很多其他的CRC校验和生成方法，这里限于篇幅限制，未做详细介绍，感兴趣的读者可以参考如下链接：

http://srecord.sourceforge.net/man/man1/srec_input.html；

4. Windows 命令行批处理脚本调用Srecord的srec_cat实现S19文件数据填充和CRC校验和自动计算的具体实现方法和步骤

根据以上介绍，我们可以编写一个Windows命令行批处理文件来调用Srecord的srec_cat实现S19文件数据填充和CRC校验和自动计算。具体步骤如下：

①进入当前目录(需要处理的S19文件所在目录，比如S32DS IDE应用工程的S19文件就是其根目录下以编译目标(e.g. Debug)命名的文件夹)，以便srec_cat.exe读取要处理的S19文件；

REM enter current pathcd /d %~dp0

②设置事先下载并解压好的Srecord工具软件目录到Window系统环境变量，这样Windows命令行就可以直接调用相应的srec_cat.exe了；

REM add the srecord utility tools folder to pathset path=F:\Study\Srecord\srecord-1.64-win32

③设置临时变量决定srec_cat的输入和输入文件名，填充地址范围及填充值，生成CRC校验的方法及结果储存地址等等；

REM set input fileSET SRC=*.srecREM set the output file SET APP=S32K144_App_Flash_Fill_Add_CRC.srecREM set the output file SET FILL_VAL=0xAAREM set the MCU app flash start addressSET START_ADDR=0x00000REM set the MCU app flash end addressSET END_ADDR=0x7FFFCREM set the MCU flash address to store the checksum/CRC resultREM it's usually the end of MCU app Flash end address/the end of APP Flash SET CRC_ADDR=0x7FFFCREM set expected checksum/CRC methodSET CRC_method=CRC32_Big_Endian

④ 若输入目标文件已存在，则先将其删除

REM delete the last copy result if it exitif exist %APP% del %APP%

⑤调用srec_cat执行fill和checksum命令，完成数据填充和CRC自动生成并储存到指定存储器地址；

REM call srec_cat to execute memory fill and checksum auto-generate and store to specified addresssrec_cat %SRC% -fill %FILL_VAL% %START_ADDR% %END_ADDR% -%CRC_method% %CRC_ADDR% -o %APP%

⑥退出；

echo All commands have been executed successfuly!pause

5. 使用批处理脚本文件生成S32K144的CRC校验和

下面，我就以S32K144的一个简单应用工程为例，介绍如何使用上面的Srecord批处理脚本；

5.1 按照S32K144的Flash存储器空间设置数据填充和CRC校验自动生成参数

S32K144有512KB P-Flash，地址分布为0x00000~0x7FFFF，因此，配置数据填充(值为0xAA)和CRC校验区域为0x00000~0x7FFFC，校验和结果储存在地址0x7FFFC开始的最后4个字节；

校验和采样通用32-bit CCITTCRC大端结果进行储存(CRC32_Big_Endian，占用4个字节；

完整的批处理文件–Fill_And_CRC_Gen_Command.bat，如下：

@echo offREM enter current pathcd /d %~dp0REM add the srecord utility tools folder to pathset path=F:\Study\Srecord\srecord-1.64-win32 REM set input fileSET SRC=*.srecREM set the output file SET APP=S32K144_App_Flash_Fill_Add_CRC.srecREM set the output file SET FILL_VAL=0xAAREM set the MCU app flash start addressSET START_ADDR=0x00000REM set the MCU app flash end addressSET END_ADDR=0x7FFFCREM set the MCU flash address to store the checksum/CRC resultREM it's usually the end of MCU app Flash end address/the end of APP Flash SET CRC_ADDR=0x7FFFCREM set expected checksum/CRC methodSET CRC_method=CRC32_Big_EndianREM delete the last copy result if it exitif exist %APP% del %APP%REM call srec_cat to execute memory fill and checksum auto-generate and store to specified addresssrec_cat %SRC% -fill %FILL_VAL% %START_ADDR% %END_ADDR% -%CRC_method% %CRC_ADDR% -o %APP%echo All commands have been executed successfuly!pause

5.2 将批处理文件拷贝到要处理的S19文件所在目录，双击运行

将以上批处理文件–Fill_And_CRC_Gen_Command.bat拷贝到S32K144 S32DS应用工程的编译目标–debug目录下，双击运行即可：

运行成功，将提示“All commands have been executed successfuly!”，同时在该目录下生成一个结果S19文件–S32K144_App_Flash_Fill_Add_CRC.srec：

执行填充和CRC计算之前，测试S19文件只占用0x0000~0x5623的0x5624字节，剩余地址空间无数据，下载到目标MCU后，为Flash擦除后的状态–0xFF：

执行以上脚本后，输出的结果S19文件–S32K144_App_Flash_Fill_Add_CRC.srec内容如下：

全部0x00000~0x7FFFF的512KB P-Flash空间都被填满：

填充数据为设置的0xAA，且最后4个字节储存了该S19文件的32-bit CRC校验和结果–0xAAC8CEAB(大端模式)：

Tips: 关于S32DS IDE应用工程如何配置生成S19编程文件，请参考以下公众号文章(点击文章标题即可直接跳转阅读)：

《S32DS IDE使用Tips之配置objcopy选项生成S3行的S19文件和指定每行S19文件的最大数据长度的方法和步骤详解》；

总结

Srecord的功能十分强大，本文只介绍了我们关心的数据填充和校验和自动生成功能。本文介绍的方法是编写Windows命令行的批处理区文件调用Srecord的srec-cat实现，其实Srecord也可以支持自己的命令文件输入：

<SrecordProgram> @filename

其中，<SrecordProgram>可以是srec-info，srec-cmp或者srec-cat，而filename则是一个txt文本文件，其中包含命令输入即可，比如：

srec_cat @crc_cmd.txt

在crc_cmd.txt文本文件中输入如下内容即可完成对KL25编译结果FRDM-KL25Z_CRC.srec的CRC自动生成;

# srec_cat command file to add the CRC and produce application file to be flashed# Usage: srec_cat @filename#first: create CRC checksumFRDM-KL25Z_CRC.srec                # input file-fill 0xFF 0x0410 0x20000          # fill code area with 0xff-crop 0x0410 0x1FFFE               # just keep code area for CRC calculation below (CRC will be at 0x1FFFE..0x1FFFF)-CRC16_Big_Endian 0x1FFFE -CCITT   # calculate big endian CCITT CRC16 at given address.-crop 0x1FFFE 0x20000              # keep the CRC itself#second: add application fileFRDM-KL25Z_CRC.srec                # input file-fill 0xFF 0x0410 0x1FFFE          # fill code area with 0xff#finally, produce the output file-Output                            # produce outputFRDM-KL25Z_CRC_Added.srec

    进而还可以将Srecord的srec_cat生成CRC校验和的功能集成到任意基于Eclipse的IDE(比如S32DS IDE)中，作为post-build命令来执行。

具体方法和步骤，请参考以下community链接：

“CRC Checksum Generation with ‘SRecord’ Tools for GNU and Eclipse”

https://mcuoneclipse.com/2015/04/26/crc-checksum-generation-with-srecord-tools-for-gnu-and-eclipse/

参考资料

1. Srecord用户手册：srecord-1.64.pdf，位于解压后根目录下；

2. Srecord官网提供的若干使用例程：http://srecord.sourceforge.net/man/man1/srec_examples.html

    以上就是今天给大家分享的内容，希望对大家有所帮助~！

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Enwei Hu(胡恩伟)

2019年7月23日于山城·重庆.