ARM系列之分散加載描述符(scatte)文件的應(yīng)用
但是對(duì)于一些復(fù)雜的場(chǎng)景,就需要分散家在描述符文件,比如:
1 . 定位目標(biāo)外設(shè)
使用分散加載,可以將用戶定義的結(jié)構(gòu)體或代碼定位到指定物理地址上的外設(shè),這種外設(shè)可以是定時(shí)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、靜態(tài)SRAM或者是兩個(gè)處理器間用于數(shù)據(jù)和指令通信的雙端口存儲(chǔ)器等。在程序中不必直接訪問(wèn)相應(yīng)外設(shè),只需訪問(wèn)相應(yīng)的內(nèi)存變量即可實(shí)現(xiàn)對(duì)指定外設(shè)的操作,因?yàn)橄鄳?yīng)的內(nèi)存變量定位在指定的外設(shè)上。這樣,對(duì)外設(shè)的訪問(wèn)看不到相應(yīng)的指針操作,對(duì)結(jié)構(gòu)體成員的訪問(wèn)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)相應(yīng)存儲(chǔ)單元的訪問(wèn),讓程序員感覺(jué)到仿佛沒(méi)有外設(shè),只有內(nèi)存。
例如,一個(gè)帶有兩個(gè)32位寄存器的定時(shí)器外設(shè),在系統(tǒng)中的物理地址為Ox04000000,其C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)描述如下:
要使用分散加載將上述結(jié)構(gòu)體定位到Ox04000000的物理地址,可以將上述結(jié)構(gòu)體放在一個(gè)文件名為timer_regs.c中,并在分散加載文件中指定即可,如下:
屬性UNINIT是避免在應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)對(duì)該執(zhí)行段的ZI數(shù)據(jù)段初始化為零。
在程序連接后,通過(guò)Image map文件可查看該ZI數(shù)據(jù)段的存儲(chǔ)器分配情況:
Execution Region TIMER(Base:Ox04000000,Size:0x00000008,Max:0xffffffff,ABSOLUTE,UNINIT)Base Addr Size Type Attr Idx E Section Name 0bi ectOx04000000 0x00000008 Zero RW 32.bss tlmer_regs.o從Image map文件可以看出,該TIMER執(zhí)行區(qū)定位在物理地址0x04000000,即結(jié)構(gòu)體timer_regs定位在Ox04000000,因此,在程序中對(duì)結(jié)構(gòu)體的操作即是對(duì)定時(shí)器的操作。
2 . 定義超大型結(jié)構(gòu)體數(shù)組
分散加載機(jī)制在提供將指定代碼和數(shù)據(jù)定位在指定物理地址的能力的同時(shí),也提供了一種代碼分割機(jī)制——可以將指定的零初始化段(ZI段)從可執(zhí)行代碼中分離出來(lái)。這樣最終生成的燒入ROM或Flash中的鏡像文件就不包括那部分分割了的零初始化段,即使該零初始化段再大,也不影響最終生成的鏡像文件的大小。但不采用分散加載機(jī)制,零初始化段在編譯連接后是直接生成到鏡像文件中的。它的大小直接影響最終要燒寫(xiě)的文件的大小,且零初始化段的大小還取決于內(nèi)存的大小,它不能大到超過(guò)內(nèi)存的大小;而采用分散加載機(jī)制,可以將某個(gè)零初始化段定位到非內(nèi)存地址的一個(gè)存儲(chǔ)器外設(shè)上,如NVRAM(非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器)。
筆者曾在一個(gè)實(shí)際工程中采用這種分散加載機(jī)制,將一個(gè)2MB的結(jié)構(gòu)體數(shù)組定位到外部NVRAM中,用于記錄設(shè)備在工作過(guò)程中采集到的數(shù)據(jù);而在本系統(tǒng)中,ARM處理器的內(nèi)存只有256 KB,F(xiàn)lash存儲(chǔ)器也只有2 MB。如果不采用分散加載,程序根本無(wú)法運(yùn)行,也不能燒寫(xiě)到Flash中。
采用分散加載,把對(duì)復(fù)雜外設(shè)的訪問(wèn)變成對(duì)結(jié)構(gòu)體數(shù)組的訪問(wèn),使程序代碼精簡(jiǎn)易懂。對(duì)程序員來(lái)說(shuō),對(duì)結(jié)構(gòu)體數(shù)組的操作還是和內(nèi)存變量的操作一樣的。
3. 某些特殊應(yīng)用,需要將代碼段或者數(shù)據(jù)段的部分放置在指定位置,方便更新,或者其他加密等原因。
4. 某些特殊應(yīng)用,需要固定函數(shù)地址的時(shí)候,可以將那個(gè)函數(shù)放于固定的區(qū)域,而不管其他程序有誤變化。
5. 對(duì)于程序中的一些配置型的變量,可能需要集中放置在一個(gè)區(qū)域,方便下次直接更新那塊存儲(chǔ)空間。
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下面著重描述分散描述符的寫(xiě)法,分散描述文件的類型為 .scf 。寫(xiě)完后,可以通過(guò)ADS進(jìn)行加載。
分散裝載(Scatlerloading)
在實(shí)際的嵌入式系統(tǒng)中,ADS提供的缺省存儲(chǔ)器映射是不能滿足要求的。用戶的目標(biāo)硬件通常有多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備位于不同的位置,并且這些存儲(chǔ)器設(shè)備在程序裝載和運(yùn)行時(shí)可能還有不同的配置。
Scattertoading可以通過(guò)一個(gè)文本文件來(lái)指定一段代碼或數(shù)據(jù)在加載和運(yùn)行時(shí)在存儲(chǔ)器中的不同位置。這個(gè)文本文件scatterfile在命令行中由-scatter開(kāi)關(guān)指定,例如:
armlink_scatterscat.scffilel.ofile2.0
在scatterfile中可以為每一個(gè)代碼或數(shù)據(jù)區(qū)在裝載和執(zhí)行時(shí)指定不同的存儲(chǔ)區(qū)域地址,Scatlertoading的存儲(chǔ)區(qū)塊可以分成二種類型:
裝載區(qū):當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)或加載時(shí)應(yīng)用程序的存放區(qū)。
執(zhí)行區(qū):系統(tǒng)啟動(dòng)后,應(yīng)用程序進(jìn)行執(zhí)行和數(shù)據(jù)訪問(wèn)的存儲(chǔ)器區(qū)域,系統(tǒng)在實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)可以有一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行塊。
映像中所有的代碼和數(shù)據(jù)都有一個(gè)裝載地址和運(yùn)行地址(二者可能相同也可能不同,視具體情況而定)。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),C函數(shù)庫(kù)中的__main初始化代碼會(huì)執(zhí)行必要的復(fù)制及清零操作,使應(yīng)用程序的相應(yīng)代碼和數(shù)據(jù)段從裝載狀態(tài)轉(zhuǎn)入執(zhí)行狀態(tài)。
1.scatter文件語(yǔ)法
scatter文件是一個(gè)簡(jiǎn)單的文本文件,包含一些簡(jiǎn)單的語(yǔ)法。
My_Region0x00000x1000
{
thecontextofregion
}
每個(gè)塊由一個(gè)頭標(biāo)題開(kāi)始定義,頭中至少包含塊的名字和起始地址,另外還有最大長(zhǎng)度和其他一些屬性選項(xiàng)。塊定義的內(nèi)容包括在緊接的一對(duì)花括號(hào)內(nèi),依賴于具體的系統(tǒng)情況。
一個(gè)加載塊必須至少含有一個(gè)執(zhí)行塊;實(shí)踐中通常有多個(gè)執(zhí)行塊。
一個(gè)執(zhí)行塊必須至少含有一個(gè)代碼或數(shù)據(jù)段;這些通常來(lái)自源文件或庫(kù)函數(shù)等的目標(biāo)文件;通配符號(hào)*可以匹配指定屬性項(xiàng)中所有沒(méi)有在文件中定義的余下部分。
2.簡(jiǎn)單分散加載樣例
圖8所示樣例中,只有一個(gè)加載塊,包含了所有的代碼和數(shù)據(jù),起始地址為0。這個(gè)加載塊一共對(duì)應(yīng)兩個(gè)執(zhí)行塊。一個(gè)包含所有的RO代碼和數(shù)據(jù),執(zhí)行地址與裝載地址相同;同時(shí)另一個(gè)起始地址為0x10000的執(zhí)行塊,包含所有的RW和ZI數(shù)據(jù)。這樣當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)時(shí),從第一個(gè)執(zhí)行塊開(kāi)始運(yùn)行(執(zhí)行地址等于裝載地址),在執(zhí)行過(guò)程中,有一段初始化代碼會(huì)把裝載塊中的一部分代碼轉(zhuǎn)移到另外的執(zhí)行塊中。
下面是這個(gè)scatter描述文件,該文件描述了上述存儲(chǔ)器映射方式。
LOAD_ROM0x4000
{
EXE_ROM0x00000x4000;Rootregion
{
*〈+RO〉;Allcodeandconstantdata
}
RAM0x100000x8000
{
*〈+RW,+ZI〉;Allnon-constantdata
}
}
3.在分散文件中放置對(duì)象
在大多數(shù)應(yīng)用中,并不是像前例那樣,簡(jiǎn)單地把所有屬性都放在一起,用戶需要控制特定代碼和數(shù)據(jù)段的放置位置。這可以通過(guò)在scatter文件中對(duì)單個(gè)目標(biāo)文件進(jìn)行定義實(shí)現(xiàn),而不是只簡(jiǎn)單地依靠通配符。
為了覆蓋標(biāo)準(zhǔn)的連接器布局規(guī)則,我們可以使用+FIRST和+LAST分散加載指令。典型的例子是在執(zhí)行塊的開(kāi)始處放置中斷向量表格:
LOAD_ROM0x00000x4000
{
EXEC_ROM0x00000x4000
{
vectors.o〈Vect,+FIRST〉
*〈+RO〉
}
;moreexecregions...
}
在這個(gè)scatter文件中,保證了vextors.o中的Vect域被放置于地址0x0000。
4.RootRegion(根區(qū))
根區(qū)是一個(gè)執(zhí)行塊,它的加載地址與執(zhí)行地址是一致的。每個(gè)scatter文件至少有一個(gè)根區(qū)。分散加載有一個(gè)限制:創(chuàng)建執(zhí)行塊的代碼和數(shù)據(jù)(即完成復(fù)制和清零的代碼和數(shù)據(jù))無(wú)法自行復(fù)制到另一個(gè)位置。因此,在根區(qū)中必須含有下面的部分:
_main.o,包含復(fù)制代碼/數(shù)據(jù)的代碼;
連接器輸出變量$$Table和ZISection$$Table,包含被復(fù)制代碼/數(shù)據(jù)的地址。
由于上面兩個(gè)部分的屬性是只讀的,因此他們被*〈+RO〉通配符語(yǔ)法匹配。如果*〈+RO〉被用在了非根區(qū)中,則在根區(qū)中必須顯式地指明另一個(gè)RO區(qū)域。
下面是一個(gè)例子:
LOAD_ROM0x00000x4000
{
EXE_ROM0x00000x4000;rootregion
{
_main.o〈+RO〉;copyingcode
*〈Region$$Tabl0e〉;RO/RWaddressestocopy
*〈ZISection$$Table〉;ZIaddressestozero
}
RAM0x100000x8000
{
*〈+RO〉;allotherROsections
*〈+RW,+ZI〉;allRWandZIsections
}
}
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放置堆棧和heap
Scatterloading機(jī)制提供了一種指定代碼和靜態(tài)數(shù)據(jù)布局的方法。下面介紹如何放置應(yīng)用程序的堆棧和heap。
*_user_initial_stackheap重定向
應(yīng)用程序的堆棧和heap是在C庫(kù)函數(shù)初始化過(guò)程中建立起來(lái)的。可以通過(guò)重定向?qū)?yīng)的子程序來(lái)改變堆棧和heap的位置,在ADS的庫(kù)函數(shù)中,即_user_initial_stackheap()函數(shù)。
_user_initial_stackheap()可以用C或匯編來(lái)實(shí)現(xiàn),它必須返回如下參數(shù):
r0:heap基地址;
r1:堆?;刂?;
r2:heap長(zhǎng)度限制值(需要的話);
r3:堆棧長(zhǎng)度限制值。
當(dāng)用戶使用分散裝載功能的時(shí)候,必須重調(diào)用_user_initial_stackheap(),否則連接器會(huì)報(bào)錯(cuò):
Error: L6218E: Undefined symbol Image$$ZI$$Limit (referred from sys_stackheap.o)
*存儲(chǔ)器模型
ADS提供了兩種實(shí)時(shí)存儲(chǔ)器模型。缺省時(shí)為one-region,應(yīng)用程序的堆棧和heap位于同一個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)塊,使用的時(shí)候相向生長(zhǎng),當(dāng)在heap區(qū)分配一塊存儲(chǔ)器空間時(shí)需要檢查堆棧指針。另一種情況是堆棧和heap使用兩塊獨(dú)立的存儲(chǔ)器區(qū)域。對(duì)于速度特別快的RAM,可選擇只用來(lái)作堆棧使用。為了使用這種two-region模型,用戶需要導(dǎo)入符號(hào)use_two_region_memory,heap使用需要檢查heap的長(zhǎng)度限制值。
對(duì)這兩種模型來(lái)說(shuō),缺省情況下對(duì)堆棧的生長(zhǎng)都不進(jìn)行檢查。用戶可以在程序編譯時(shí)使用 -apcs/swst 編譯器選項(xiàng)來(lái)進(jìn)行軟件堆棧檢查。如果使用two-region模型,必須得在執(zhí)行_user_initial_stackheap時(shí)指定一個(gè)堆棧限制值。
圖9 重定向_user_initial_stackheap()
圖10 基本初始化過(guò)程
圖11 ROM/RAM重定向和映射
表1
系統(tǒng)復(fù)位和初始化
目前情況,一般假設(shè)程序從C庫(kù)函數(shù)的初始化入口_main開(kāi)始執(zhí)行。實(shí)際上,所有的嵌入式程序在啟動(dòng)時(shí)都要執(zhí)行一些系統(tǒng)級(jí)的初始化操作。在此討論這方面的內(nèi)容。
初始化過(guò)程
圖10中顯示了一個(gè)基于ARM的嵌入式系統(tǒng)的基本初始化過(guò)程??梢钥吹?,在_main之前加入了一個(gè)復(fù)位處理模塊reset handler,它在系統(tǒng)上電復(fù)位時(shí)立即啟動(dòng)。標(biāo)識(shí)為$sub$$main的新代碼塊在進(jìn)入主程序之前執(zhí)行。
復(fù)位處理模塊reset handler通常是一小段匯編代碼,在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)執(zhí)行。它至少完成應(yīng)用程序中使用到的所有處理器模式的堆棧初始化工作。對(duì)于含有本地存儲(chǔ)器系統(tǒng)的內(nèi)核(比如含cache的ARM內(nèi)核),配置工作也必須在這一段初始化過(guò)程中完成。當(dāng)完成系統(tǒng)初始化之后,通常程序會(huì)跳向_main,開(kāi)始C庫(kù)函數(shù)的初始化過(guò)程。
系統(tǒng)初始化過(guò)程一般還包括另外一些內(nèi)容,中斷使能等,這些大多安排在C庫(kù)函數(shù)的初始化完成之后執(zhí)行。$sub$$main()完成這部分功能。
向量表(vector table)
所有的ARM系統(tǒng)都有一張中斷向量表當(dāng)出現(xiàn)異常需要處理時(shí),必須調(diào)用向量表。向量表一般要位于0地址處。
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
存儲(chǔ)器配置
*ROM/RAM重定向
當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候,為了保證0地址處有正確的啟動(dòng)代碼存在,需要非易失性的存儲(chǔ)器。
一種簡(jiǎn)單的方法,就是把系統(tǒng)0x0000開(kāi)始的一塊地址分配給ROM。其缺點(diǎn)是,由于ROM的訪問(wèn)速度比RAM慢很多,當(dāng)執(zhí)行中斷響應(yīng)需要從中斷向量表跳轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)給系統(tǒng)性能帶來(lái)?yè)p失;同時(shí),在ROM中的向量表內(nèi)容也不能被用戶程序動(dòng)態(tài)修改。
另外一種可行的方案如圖11所示。ROM位于地址0x1000開(kāi)始的地方,但是在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)又被存儲(chǔ)器控制器映射到0x0000地址處。這樣當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)之后,在地址0x0000看到的是ROM,系統(tǒng)執(zhí)行這塊ROM中的啟動(dòng)代碼,啟動(dòng)代碼跳轉(zhuǎn)到真正的ROM的地址,并讓存儲(chǔ)器控制器移除對(duì)ROM的地址映射。這時(shí)0x0000地址處的存儲(chǔ)器又恢復(fù)回了RAM。__main中的代碼把向量表copy到0x0000處的RAM中去,使得異常時(shí)能被正確響應(yīng)。
表1為ARM匯編中執(zhí)行ROM/RAM重定向和映射的一個(gè)例子。它以ARM公司的Integrator平臺(tái)為基礎(chǔ)的,該方法適用于類似ROM/RAM重定向方法的所有平臺(tái)。第一條指令完成從ROM的映射地址(0x00000)到真實(shí)地址的跳轉(zhuǎn)。地址標(biāo)號(hào)instruct_2是ROM的真實(shí)地址(0x180004)。然后通過(guò)設(shè)置Integrator平臺(tái)上的相應(yīng)控制寄存器,移除ROM的地址映射。代碼在系統(tǒng)一啟動(dòng)就被執(zhí)行。所有關(guān)于地址重定向/映射的操作必須在C庫(kù)函數(shù)初始化之前完成。
*本地存儲(chǔ)器配置
許多ARM處理器都有片上存儲(chǔ)器系統(tǒng),如cache和緊密耦合存儲(chǔ)器(TCM)、存儲(chǔ)器管理單元(MMU)或存儲(chǔ)器保護(hù)單元(MPU)。這些設(shè)備都要在系統(tǒng)初始化過(guò)程中正確配置,并且有一些特殊的要求需要考慮。
由前文可知,_main中的C庫(kù)函數(shù)初始化代碼負(fù)責(zé)程序運(yùn)行時(shí)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)置。因此,整個(gè)存儲(chǔ)器系統(tǒng)本身必須得在__main之前完成初始化工作,如MMU或MPU必須在reset handler里面完成配置。
緊密耦合存儲(chǔ)器(TCM)的初始化同樣須在_main之前完成(通常在MMU/MPU之前),因?yàn)橐话愠绦蚨夹枰汛a和數(shù)據(jù)分散裝入TCM。需要注意的是當(dāng)TCM被使能后,不再訪問(wèn)被TCM屏蔽的存儲(chǔ)器。
關(guān)于cache的一致性問(wèn)題,如果cache在_main之前使能的話,那么當(dāng)_main里面進(jìn)行從裝載區(qū)到執(zhí)行區(qū)的代碼和數(shù)據(jù)拷貝時(shí)(因?yàn)樵诳截愡^(guò)程中指令和數(shù)據(jù)在本質(zhì)上都是被當(dāng)作數(shù)據(jù)處理),指令會(huì)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。避免此問(wèn)題的方法是在C庫(kù)函數(shù)初始化完成后再使能cache。
*Scatter loading與存儲(chǔ)器配置
無(wú)論是通過(guò)ROM/RAM重定向還是MMU配置的方法,如果系統(tǒng)在啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)器分布不一致,scatterloading文件中的定義就要按照系統(tǒng)重定向后的存儲(chǔ)器分布情況進(jìn)行。
以上文ROM/RAM重定向?yàn)槔?br />LOAD_ROM 0x10000 0x8000
{
EXE_ROM 0x10000 0x8000
{
reset_handler.o (+RO, +FIRST)
...
}
RAM 0x0000 0x4000
{
vectors.o (+RO, +FIRST)
...
}
}
裝載區(qū)LOAD_ROM被放置在0x10000處,代表了重定向之后代碼和數(shù)據(jù)的裝載地址。
堆棧的初始化
程序中可能用到的處理器模式,都需要定義一個(gè)堆棧指針。
在表2中,堆棧位于stack_base標(biāo)識(shí)的地址中。這個(gè)符號(hào)可以是存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的一個(gè)直接地址,也可以在另外的匯編文件中定義,由scatter文件來(lái)定義分配地址。表2代碼為FIQ和IRQ模式各分配了一個(gè)256字節(jié)的堆棧,用戶可以用同樣的方法為其他模式也分配堆棧。最簡(jiǎn)單的方法就是進(jìn)入相應(yīng)的模式,然后為SP寄存器指定相應(yīng)的值。如果想使用軟件堆棧檢查,還必須指定一個(gè)堆棧長(zhǎng)度限制值。
堆棧指針和堆棧限制的數(shù)值會(huì)作為參數(shù)自動(dòng)傳遞到C庫(kù)函數(shù)的初始化代碼__user_initial_stackheap中,在__user_initial_stackheap中不應(yīng)該修改這些值。
硬件初始化 $sub$$main()
一般來(lái)說(shuō),應(yīng)該把所有的系統(tǒng)初始化代碼與主應(yīng)用程序分離開(kāi)來(lái),但是有幾個(gè)例外,比如cache和中斷的使能,需要在C庫(kù)函數(shù)初始化之后執(zhí)行。
表3代碼顯示了如何使用 $sub和 $supper 。連接器把呼叫main()的函數(shù)替換成呼叫$sub$$main(),完成cache和中斷的使能,并最終跳向main()。
執(zhí)行模式考慮
為主應(yīng)用程序選擇一個(gè)處理器執(zhí)行模式非常重要,這取決于系統(tǒng)的初始化代碼。
許多在啟動(dòng)過(guò)程中使用到的功能,如MMU/MPU的配置、中斷的使能等,只能在特權(quán)級(jí)模式下進(jìn)行。如果需要在特權(quán)極模式下運(yùn)行自己的應(yīng)用程序,只要在退出初始化過(guò)程之前改變到相應(yīng)的模式就行了,沒(méi)有其他任何問(wèn)題。
如果使用user模式,必須保證所有只能在特權(quán)模式下執(zhí)行的功能完成之后,才能進(jìn)入user模式。因?yàn)閟ystem模式和user模式使用相同的寄存器組,reset handler應(yīng)該從system模式退出,_user_initial_stackheap在system模式下完成應(yīng)用程序堆棧的初始化。這樣在處理器進(jìn)入user模式后,所有的堆??臻g都已經(jīng)被正確設(shè)置好了。
對(duì)存儲(chǔ)器布局的進(jìn)一步考慮
在scatter文件中分配硬件地址
雖然可以在一個(gè)scatter文件中描述代碼和數(shù)據(jù)的分散布局,但是目標(biāo)硬件中的外設(shè)寄存器,堆棧和heap配置仍然直接采用硬件地址在程序源代碼中進(jìn)行設(shè)置。如果把所有存儲(chǔ)器地址相關(guān)的信息都在scatter文件中進(jìn)行定義,避免在源文件中引用絕對(duì)硬件地址,對(duì)程序的工程化管理是有大好處的。
*在scatter文件中定義目標(biāo)外設(shè)地址
通常外設(shè)寄存器的地址在程序文件或頭文件中定義,也可以聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)類型指向外設(shè)寄存器,結(jié)構(gòu)的地址定位在scatter文件中完成。
舉例來(lái)說(shuō),目標(biāo)定時(shí)器上有2個(gè)32位的寄存器,可以用表4來(lái)映射這些寄存器。為了把結(jié)構(gòu)放置在指定的存儲(chǔ)器地址上面,創(chuàng)建一個(gè)新的執(zhí)行區(qū)(見(jiàn)表5)。scatter文件便把timer_regs結(jié)構(gòu)定位在了地址0x40000000。
注意,在啟動(dòng)過(guò)程當(dāng)中這些寄存器的內(nèi)容不需要清零,改變寄存器的內(nèi)容可能影響系統(tǒng)狀態(tài)。在執(zhí)行區(qū)上加UNINIT屬性可以防止ZI數(shù)據(jù)在初始化過(guò)程中被清零。
在scatter文件中分配堆棧和heap
在許多情況下,用scatter文件來(lái)定義堆棧和heap的地址會(huì)帶來(lái)一些好處,主要有:所有的存儲(chǔ)器分配信息集中在一個(gè)文件里;改變堆棧和heap的地址只要重新連接就行了,不需要重新編譯。
*顯式地放置符號(hào)
在ADS1.2環(huán)境下,這是最簡(jiǎn)單的方法。在前文中引用過(guò)2個(gè)符號(hào)stack_base和heap_base,這2個(gè)符號(hào)在匯編模塊中創(chuàng)建,在scatter文件中各自的執(zhí)行區(qū)里定位(見(jiàn)表6)。
表7文件中,heap基地址定位在0x20000上,堆?;刂肺挥?x40000?,F(xiàn)在heap和堆棧的位置就可以非常方便地進(jìn)行編輯了。
*使用連接器產(chǎn)生的符號(hào)
這種方法需要在目標(biāo)文件中指定好heap和堆棧的長(zhǎng)度。這在一定程度上減弱了本節(jié)開(kāi)頭描述的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
首先在匯編源程序中定義heap和堆棧的長(zhǎng)度。關(guān)鍵詞SPACE用來(lái)保留一塊存儲(chǔ)器空間,NOINT則可以阻止清零操作(見(jiàn)表8)。注意在這里的源文件中并不需要地址標(biāo)號(hào)。
然后這些部分就可以在scatter文件中對(duì)應(yīng)的執(zhí)行區(qū)里定位了(見(jiàn)表9)。連接器產(chǎn)生的符號(hào)指向每一個(gè)執(zhí)行區(qū)的基地址和長(zhǎng)度限制,這些符號(hào)可以被_user_initial_stackheap調(diào)用的重定向代碼使用。在代碼中使用DCD來(lái)給這些值定義更有意義的名字,可以增強(qiáng)代碼的可讀性(見(jiàn)表10)。
文件把heap基地址定位在0x15000,堆棧地址定位在0x4000。Heap和堆棧的位置可以通過(guò)編輯對(duì)應(yīng)執(zhí)行區(qū)的地址方便地改變。
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樣例如下所示:
分散加載描述文件供ARM-ADS鏈接器使用,用來(lái)決定各個(gè)代碼段和數(shù)據(jù)段的存儲(chǔ)位置,下面為一個(gè)添加注釋后的.scf文件例子:
;YL-LPC2294片內(nèi)FLASH分散加載文件
;Internal Flash 256kBytes, Address range:0x00000000~0x0003ffff
;Internal SRAM 16KBytes, Address range:0x40000000~0x40003fff
;External Flash 2MBytes,SST39VF1601,Address range:0x80000000~0x401fffff
;External SRAM 512KBytes,IS61LV25616,Address range:0x81000000~0x81080000
ROM_LOAD 0x0;ROM_LOAD:> ;0x0:Start address for ROM_LOAD region.
{
ROM_EXEC 0x00000000;ROM_EXEC:> ;0x00000000:Start address for the execture region.
{
Startup.o (vectors, +First)
* (+RO) ;Place all code and RO data into this exec region,
;and make sure the "vectors" section from "Startup.o"
;be placed first.
}
IRAM 0x40000000 ;The second execute region;start address is 0x40000000.
{
Startup.o (+RW,+ZI) ;Place all RW and ZI data from Startup.o here.
}
ERAM 0x81068000 ;The third execute region;Start address:0x81068000.
{
* (+RW,+ZI) ;All reset RW/ZI data to be placed here.
}
HEAP +0 UNINIT ;The fourth execute region;Start address:Follow the
;end of ERAM region.
{
heap.o (+ZI) ;All ZI data from heap.o to be placed here.
}
STACKS 0x40004000 UNINIT ;The fifth execute region.
{
stack.o (+ZI) ;All ZI data from stack.o to be placed here.
}
}
一般一個(gè)簡(jiǎn)單的分散加載描述文件包含三部分:Loader region、Execute region、Input section。各部分的格式及定義細(xì)節(jié)參見(jiàn)文件:ADS_LinkerGuide.pdf
評(píng)論