DSP編程技巧之19---詳解cmd文件

 cmd文件是編譯完成之后鏈接各個(gè)目標(biāo)文件時(shí)，用來指示各個(gè)數(shù)據(jù)、符號(hào)等是如何劃分到各個(gè)段，以及每個(gè)段所使用的存儲(chǔ)空間的。許多筒子對(duì)cmd文件有畏難情緒，不容易理解各個(gè)段的含義，特別是在程序編譯沒有問題，但是在鏈接生成可執(zhí)行的.out遇到錯(cuò)誤時(shí)更容易手足無措，所以我們就來詳細(xì)解讀一下cmd文件的具體含義。

C28x的編譯器把存儲(chǔ)空間劃分為兩個(gè)部分進(jìn)行管理，包括：

1. 程序存儲(chǔ)空間：包含可執(zhí)行的代碼，初始化的記錄和switch-case使用的表。

2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間：包含外部變量，靜態(tài)變量以及系統(tǒng)的棧;一般情況下，各個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間也歸類在數(shù)據(jù)空間里。

為了方便管理，不同種類的代碼、變量等往往又被分別分配到不同的段(section)之中，然后對(duì)存儲(chǔ)空間的劃分就變成了對(duì)段的地址分配問題了。例如，在下面的代碼中，就規(guī)定了.text這個(gè)段會(huì)存放在RAM中Page0下面的RAML1中，RAML1的起始地址是0x009000，長(zhǎng)度是0x001000。

MEMORY

{

/* 省略不在此顯示的代碼 */

PAGE 0 :

RAML1 : origin = 0x009000, length = 0x001000

RAML2 : origin = 0x00A000, length = 0x001000

/* 省略不在此顯示的代碼 */

｝

SECTIONS

{

/* 省略不在此顯示的代碼 */

.text : > RAML1, PAGE = 0

/* 省略不在此顯示的代碼 */

｝

一般情況下，我們的代碼不會(huì)大到無法存儲(chǔ)，但是也有可能因?yàn)榇a特別多導(dǎo)致無法存儲(chǔ)，產(chǎn)生.text的實(shí)際大小是size xxx，但是RAML1的size只有yyy這樣的鏈接錯(cuò)誤，以至于無法生成輸出文件。此時(shí)我們可以把上面對(duì)應(yīng)的RAML1的長(zhǎng)度，即length增大，使得.text段所分配的地址空間變多。但是RAML1地址空間擴(kuò)大之后，擠占了RAML2的空間，導(dǎo)致地址重疊，此時(shí)RAML2的起始位置要后移，其長(zhǎng)度也要相應(yīng)地縮減，才能不產(chǎn)生地址覆蓋錯(cuò)誤;修改之后可以為：

RAML1 : origin = 0x009000, length = 0x001500

RAML2 : origin = 0x00A500, length = 0x000500

還有一個(gè)解決方法則是把.text給分配到其它更長(zhǎng)的地址空間里去;如果沒有現(xiàn)成的地址范圍比較長(zhǎng)的段，也可以合并現(xiàn)有的段，修改方法比如把RAML2刪除，把它的地址全部合并到RAML1中去，而.text還是分配在RAML1，就沒有問題了。刪除RAML2的時(shí)候要注意，它在沒有被任何段使用的情況下才能操作，否則編譯、鏈接的時(shí)候又提示其它的段找不到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元了。

下面我們就解釋一下各個(gè)段的含義：

一.初始化的段

其中包含了數(shù)據(jù)和可執(zhí)行代碼，通常情況下是只讀的。它們包括：

1 .cinit和.pinit

包含了初始化變量和常量所用的表格，是只讀的。

C28x .cinit被限制在16bit范圍內(nèi)，即低64K范圍。

2 .const

包含了字符串常量、字符串文字、選擇表以及使用const關(guān)鍵字定義(但是不包括volatile類型，并假設(shè)使用小內(nèi)存模型)的只讀型變量。

3 .econst

包含了字符串常量，以及使用far關(guān)鍵字定義的全局變量和靜態(tài)變量。

4 .switch

存放switch-case指令所使用的選擇表。

5 .text

通常是只讀的，包含所有可執(zhí)行的代碼，以及編譯器編譯產(chǎn)生的常量。

二.無初始化的段

無初始化的段雖然不會(huì)被初始化，但是仍然需要在存儲(chǔ)單元(一般是RAM)中保留相關(guān)的地址空間。它們包括：

1 .bss

為全局和靜態(tài)變量保留存儲(chǔ)空間。在啟動(dòng)或者程序加載的時(shí)候，C/C++的啟動(dòng)程序會(huì)把.cinit段中的數(shù)據(jù)(一般存放在ROM中)復(fù)制到.bss段中。

2 .ebss

為far關(guān)鍵字定義(僅適用于C代碼)的全局和靜態(tài)變量保留存儲(chǔ)空間。在啟動(dòng)或者程序加載的時(shí)候，C/C++的啟動(dòng)程序會(huì)把.cinit段中的數(shù)據(jù)(一般存放在ROM中)復(fù)制到.ebss段中。

3 .stack

默認(rèn)情況下，棧(stack)保存在.stack段中(參考boot.asm)，這個(gè)段用來為棧保留存儲(chǔ)空間。棧(stack)的作用主要有：

1) 保留存儲(chǔ)空間用于存儲(chǔ)傳遞給函數(shù)的參數(shù);

2) 為局部變量分配相關(guān)的地址空間;

3) 保存處理器的狀態(tài);

4) 保存函數(shù)的返回地址;

5) 保存某些臨時(shí)變量的值。

需要注意的是，.stack段只能使用低64K地址的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，因?yàn)镃PU的SP寄存器是16位的，它無法讀取超過64K的地址范圍。此外，編譯器無法檢查棧的溢出錯(cuò)誤(除非我們自己編寫某些代碼來檢測(cè))，這將導(dǎo)致錯(cuò)誤的輸出結(jié)果，所以要為棧分配一個(gè)相對(duì)較大的存儲(chǔ)空間，它的默認(rèn)值是1K字。改變棧的大小的操作可以通過編譯器選項(xiàng)--stack_size來完成。

4 .sysmem

為動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配保留存儲(chǔ)空間，從而為malloc，calloc，realloc和 new等動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配程序服務(wù)。如果這幾個(gè)動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理函數(shù)沒有在C/C++代碼中用到的話，則不需要?jiǎng)?chuàng)建.sysmem段。

此外，我們經(jīng)常提到“堆棧”，在這里我們只講了棧，那堆(heap)是干啥的呢?堆就是是用來做動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的，因?yàn)樵贒SP上RAM資源仍然是相對(duì)寶貴的，所以堆占用的存儲(chǔ)空間不能無限擴(kuò)展，對(duì)于near關(guān)鍵字修飾的堆，其占用的地址空間最大只能到32K字;對(duì)于far關(guān)鍵字修飾的堆，它使用的存儲(chǔ)空間由編譯器自動(dòng)設(shè)置，默認(rèn)只有1K字。

5 .esysmem

為far malloc函數(shù)分配動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)空間。如果沒有用到這個(gè)函數(shù)，則編譯器不會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建.esysmem段。

對(duì)于匯編器，它會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建.text, .bss和.data三個(gè)段。我們可以使用#pragma CODE_SECTION和#pragma DATA_SECTION來創(chuàng)建更多的段。

默認(rèn)情況下，各個(gè)段所分配的存儲(chǔ)空間配置如下(可根據(jù)需要進(jìn)行更改)：

最后，以一個(gè)ADC寄存器對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址分配的例子，來看看完成的cmd文件是如何完成的(事實(shí)上所有寄存器的內(nèi)存地址分配在TI的外設(shè)和頭文件包中已經(jīng)幫我們做好了，這里是個(gè)演示)。

首先，在使用寄存器(或者自定義的變量)的頭文件或者源程序里，為寄存器(或者自定義的變量)指定一個(gè)自定義的段：

#ifdef __cplusplus

#pragma DATA_SECTION("AdcRegsFile")

#else

#pragma DATA_SECTION(AdcRegs,"AdcRegsFile");

#endif

volatile struct ADC_REGS AdcRegs; //使得結(jié)構(gòu)體被分配在指定的段中

然后，在cmd文件中，在SECTIONS下把AdcRegsFile這個(gè)段分配到ADC這塊內(nèi)存區(qū)域中，并在MEMORY中定義ADC這塊內(nèi)存區(qū)域的起始位置和長(zhǎng)度。

MEMORY

{

PAGE 0: /* Program Memory */

/* 省略不相關(guān)內(nèi)容的顯示 */

PAGE 1: /* Data Memory */

/* 省略不相關(guān)內(nèi)容的顯示 */

ADC : origin = 0x007100, length = 0x000020 /* ADC registers */

/* 省略不相關(guān)內(nèi)容的顯示 */

}

SECTIONS

{

/* 省略不相關(guān)內(nèi)容的顯示 */

AdcRegsFile : > ADC, PAGE = 1

/* 省略不相關(guān)內(nèi)容的顯示 */

}

以上是一個(gè)自定義段并制定內(nèi)存區(qū)域的完整例子。如果不需要這樣的自定義，則可以不去管它，使用現(xiàn)有的，比如某個(gè)例子中可以使用的cmd文件就可以了。