DSP

个人对TI DSP CMD文件编写的理解

2019-07-13 09:59发布

如需转载,请将下列字段一起转载。 新浪海风博客http://blog.sina.com.cn/dingyunfeng       最近在学习使用TI的DSP,CMD文件的编写始终是个无法绕过的坎,TI官网上能够提供的资料非常有限,也可能是我英文水平太低了。还好度娘帮忙找到不少国人撰写的CMD文件的编写方法,其中感觉写的最通俗最全面的是网名玄德写的《CMD文件的原理》,我也是通过它才算真正理解CMD。      有需要这篇文章参考的同学,因为博客无法上传附件,所以大家还是让度娘帮忙吧。       下面我总结下自己对CMD文件的理解和编写方法,一方面是帮助自己记忆和备忘,另一方面给有同样疑惑的童鞋们做个参考。自己也是初学者,理解上可能会有些错误,希望有大虾指正。       CMD的专业名称叫链接器配置文件,主要功能是描述程序代码编译后产生的各代码段在DSP地址空间中的存放位置。CCS(TI DSP开发工具软件)编译后会产生一个*.map的文件,在这个文件里描述了编译完成后会产生的各种代码段以及段名,这些是需要用CMD文件来帮助CCS定位安排到DSP的地址空间的。 如下所例:下面是从*.map中截取的一段描述程序编译后会产生的代码段以及段名,可以看到各个段已经被CCS编译器自动安排好具体存储空间。假如没有CMD文件定义地址空间分配,CCS编译器会自动按照某个规则自己定义,这个规则嘛我也不清楚,当然CCS胡乱定义的结果就是程序根本无法被载入DSP。   SEGMENT ALLOCATION MAP run origin  load origin   length   init length attrs members
----------  ----------- ---------- ----------- ----- -------
00800000    00800000    00005d40   00005d40    r-x
00800000    00800000    00005d40   00005d40    r-x .text
00805d40    00805d40    00001000   00000000    rw-
00805d40    00805d40    00000800   00000000    rw- .stack
00806540    00806540    00000800   00000000    rw- .sysmem
00806d40    00806d40    0000031c   0000031c    rw-
00806d40    00806d40    0000031c   0000031c    rw- .fardata
00807060    00807060    00000218   00000000    rw-
00807060    00807060    00000218   00000000    rw- .far
00807280    00807280    00000134   00000134    r--
00807280    00807280    00000134   00000134    r-- .const
008073b4    008073b4    00000120   00000000    rw-
008073b4    008073b4    00000120   00000000    rw- .cio
008074d4    008074d4    00000094   00000094    r--
008074d4    008074d4    00000094   00000094    r-- .cinit
      根据上面的列表,我们知道了在CMD中需要定位哪些东西了。       CMD文件分成两个部分:一个是声明DSP所拥有的存储空间,另一个是分配这些存储空间给程序代码。如下所示: (PS:在CMD文件中写注释,必须使用来分隔,不允许用//,这点和C语言不同) MEMORY
{
   L1D:    o=0x00f00000 l=0x00008000
   L1P:    o=0x00e00000 l=0x00008000
   L2:     o=0x00800000 l=0x001F0000
   L2A:    o=0x009F0000 l=0x00010000
   RESMEM: o=0xE0000000 l=0x01000000
}
    MEMORY是一个关键字必须大写,后面的{}里声明了DSP所拥有的存储空间,不需要把全部的可用存储空间都声明一遍,只需要将你需要用到的部分声明一次,当然你多声明一点也没关系。在很多资料里经常会看到PAGE0、PAGE1这样的关键字,和我这里列的不同,其实这些只是助记用的,CMD的写法规则里并没有说非得定义这些,只是程序员们为了区分地址空间的类别,方便记忆,减少错误用的,而编译器并不会去识别这些东西。可以理解成这只是DSP程序员们之间的潜规则,哈哈。通常PAGE0用来定义ROM(掉电非易失型存储器),PAGE1用来定义RAM(掉电易失型存储器),也许还能分的更详细些,不过我见过的CMD文件一般只分这两类。在《CMD文件的原理》一文中,将RAM和ROM严格区分开,在我看来是没有必要的,都是DSP内部寻址的地址空间,编译器已经将各个编译好的代码段分类,变量,堆栈这类经常需要改变,对速度很敏感但掉电后丢失无所谓的数据就塞入RAM空间,如果对速度还有进一步要求的可以指定到DSP内部RAM空间。而对程序指令代码,常量参数这类需要掉电继续保存不会被改变的数据,则应该被安排到ROM空间。     这里我要提醒各位同学,DSP编程也是需要很多硬件知识的,DSP内部带的ROM和RAM空间都很小,甚至有些DSP就没有带ROM,只带很小的RAM空间,就这点RAM空间想跑大型程序,那基本是妄想,所以我们经常需要外扩RAM和ROM。这里说一句,片内的RAM都是都是1个时钟周期完成1次读或同时完成1次读写的高速RAM,比外扩的RAM速度快很多。     先说ROM,常用的ROM有EEPROM、NOR FLASH、NANO FLASH,具体的区别参见我的博客: EEPROM/NOR FLASH/NANO FLASH的区别》一文,附送传送门     EEPROM因为容量通常不大,已经渐渐淡出DSP的应用,现在用的比较多的是NOR FLASH和NANO FLASH,尤其是性价比最高的NANO FLASH,虽然操作最麻烦,但在成本高于一切的IT领域,NANO FLASH才是王道。DSP有一个专门的接口比如I2C、UHPI等借口来驱动这些外部ROM存储器,寻址范围需要查阅DSP的芯片手册。 再说说RAM,一般DSP都会用DRAM来作为RAM的扩充,比如早期的SDRAM,DDR,DDR2,一直到现在的DDR3。也是通过一个专门的驱动接口比如EMIF接口来挂载这些RAM空间。       对我们程序员来说,我们不需要去深入理解这些外扩的RAM和ROM是如何被驱动的,这里我们只谈CMD的编写,所以我们只要知道这些RAM和ROM对应的寻址空间是可用的,并在CMD文件中加以声明。       再解释下 L1D:   o=0x00f00000 l=0x00008000
    L1D是自己定义的,你想叫什么都可以,只要你自己能理解这是什么就成,当然也不能太长。它代表的是从0x00f00000开始,长度为0x00008000的一段存储空间。o和l分别是org和length的简写,这两个是关键字。
      DSP拥有哪些存储空间呢?这个你同样得去查DSP的芯片手册了,英文不好的同学赶紧加紧补习英文吧,不要求能说会道,起码能看懂芯片手册,谁让这些高端的DSP都是人家老外做的。     这里以我自己在学习的TMS320TCI6614为例:     从TI的官网上下载到这个DSP的芯片手册sprs671c.pdf,看到2.2 Memory Map Summary章节,TMS320TCI6614是一个很大的DSP,下面我只截取其中相关的一小段。 Logical 32 bit Address Physical 36 bit Address
Start     End          Start       End         Bytes  Description
0000 0000 007F FFFF    0 0000 0000 0 007F FFFF 8M     Reserved
0080 0000 008F FFFF    0 0080 0000 0 008F FFFF 1M     L2 SRAM
0090 0000 00DF FFFF    0 0090 0000 0 00DF FFFF 5M     Reserved
00E0 0000 00E0 7FFF    0 00E0 0000 0 00E0 7FFF 32K    L1P SRAM
00E0 8000 00EF FFFF    0 00E0 8000 0 00EF FFFF 1M-32K Reserved
00F0 0000 00F0 7FFF    0 00F0 0000 0 00F0 7FFF 32K    L1D SRAM
00F0 8000 00FF FFFF    0 00F0 8000 0 00FF FFFF 1M-32K Reserved
    从中各位同学应该能发现其中的规律,我就不多费口舌了。       下面再说下对这些声明过的存储空间
SECTIONS
{
  .bss        > L2
  .far        > L2
  .text       > L2
  .cinit      > L2
  .const      > L2
  .stack      > L2
  .cio        > L2
  .sysmem     > L2
  .switch     > L2
  .fardata    > L2
  .neardata   > L2
  .rodata     > L2
  .test       > L2
  .init       > L2
}
    如前文所述,DSP需要分配存储资源的数据都在*.map文件中能够找到,所以要合理分配这些存储资源对优化DSP执行效率非常重要。     SECTIONS是分配存储空间的关键字,必须大写,后面跟着的{}中是给各个数据段分配的空间,至于这些数据段在被分配的空间中如何具体安排,这些是编译器自动完成的,不需要我们操心。     上面只是一个非常简单的例子,把所有的段落都定义到了L2这个存储空间,当时我只是用来跑hello world不需要掉电保存这些功能,也不要外部去扩充RAM。“.bss”是数据段的名称,部分是关键字,具体含义后面解释,也可以自定义一些数据段,具体做法也在后面详述;“〉”是指定的意思;“L2”则是前面声明过的存储空间的一部分。语法很简单,如果有做过PAGE1这类多层声明,则应该再写成“.bss > L2 PAGE1”     其实上面的是简略写法,实际的语法结构应该是:     .bss:  {所有.bss输入段名}    load=加载地址  run =运行地址     “{所有.bss输入段名}”这段内容用来说明连接器输出段的.text段由哪些子目标文件的段组成。如果没有则省略{}也是可以的。     load和run,链接器为每个输出段都在目标存储器里分配两个地址:一个是加载地址,一个是运行地址。通常情况下两个地址是相同的,可以认为输出段只有一个地址,这时就可以不加“run =运行地址”这条语句了;但有时需要将两个地址分开,比如将程序加载到FLASH,然后放到RAM中高速运行,这就用到了运行地址和加载地址的分别配置了。
    load和run有一些简化写法,首先“load”关键字可以省略,“=”可以写成“>”, “加载地址”可以是:地址值、存储区间的名字、PAGE关键词等,所以大家见到“.text:{ } > 0×0080”这样的语句可千万不要奇怪。“run =运行地址”中的“ = ”可以用“>”其它的简化写法就没有了。大家不要乱用。       下面介绍下这些字段都是什么意思     .text   关键字  程序指令代码编译后形成的二进制数据,需要放入ROM类型存储器中     .vector 关键字  中断跳转服务程序的入口地址数据,需要放入ROM类型存储器中(这一点还是有点晕)     .cinit  关键字  程序中的变量初值和常数,需要放入ROM类型存储器中     .stack  关键字  系统堆栈,用于保存返回地址、函数间的参数传递、存储局部变量和保存中间结果     .bss    关键字  程序中的全局变量和静态变量,需要放入RAM类型存储器中     .const  关键字  程序中的字符常量、浮点常量以及用const声明的常量     .sysmem 关键字  用于程序中的malloc 、calloc 、和realoc 函数动态分配     .test   自定义  自定义的数据段,怎么放看你的需求 自定义的段落用法: int a[200];//定义了1个数组 #pragma DATA_SECTION (a".test")//将这个数组变量归入test这个段落,假如没有这个段落,a这个数组变量将会归入.bss段落,这样独立出来好处是能对某些变量定义到速度更快的空间,提高运行效率。     PS:其他关键字和用法等待补充。