scatter file--ARM中的RO、RW和ZI DATA说明(2)

scatter file--ARM中的RO、RW和ZI DATA说明(2)　　

分散加载文件事例
ADS下的分散加载文件应用实例
load_region_name start_address | " "offset [attributes] [max_size]
{
execution_region_name start_address | " "offset [attributes][max_size]
{
module_select_pattern ["("
(" " input_section_attr | input_section_pattern)
([","] " " input_section_attr | "," input_section_pattern)) *
")"]
}
}

load_region： 加载区，用来保存永久性数据（程序和只读变量）的区域；

execution_region： 执行区，程序执行时，从加载区域将数据复制到相应执行区后才能被正确执行；

load_region_name： 加载区域名，用于“Linker”区别不同的加载区域，最多31个字符；

start_address： 起始地址，指示区域的首地址；

offset： 前一个加载区域尾地址＋offset 做为当前的起始地址，且“offset”应为“0”或“4”的倍数；

attributes： 区域属性，可设置如下属性：

PI 与地址无关方式存放；

RELOC 重新部署，保留定位信息，以便重新定位该段到新的执行区；

OVERLAY 覆盖，允许多个可执行区域在同一个地址，ADS不支持；

ABSOLUTE 绝对地址（默认）；

max_size： 该区域的大小；

execution_region_name：执行区域名；

start_address： 该执行区的首地址，必须字对齐；

offset： 同上；

attributes： 同上；

PI 与地址无关，该区域的代码可任意移动后执行；

OVERLAY 覆盖；

ABSOLUTE 绝对地址（默认）；

FIXED 固定地址；

UNINIT 不用初始化该区域的ZI段；

module_select_pattern： 目标文件滤波器，支持通配符“*”和“?”；

*.o匹配所有目标，* （或“.ANY”）匹配所有目标文件和库。

input_section_attr： 每个input_section_attr必须跟随在“＋”后；且大小写不敏感；

RO-CODE 或 CODE

RO-DATA 或 CONST

RO或TEXT, selects both RO-CODE and RO-DATA

RW-DATA

RW-CODE

RW 或 DATA, selects both RW-CODE and RW-DATA

ZI 或 BSS

ENTRY, that is a section containing an ENTRY point.

FIRST，用于指定存放在一个执行区域的第一个或最后一个区域；

LAST，同上；

input_section_pattern： 段名；

汇编中指定段：
AREA vectors, CODE, READONLY

C中指定段：
#pragma arm section [sort_type[[=]"name"]] [,sort_type="name"]*
sort_type: code、rwdata、rodata、zidata
如果“sort_type”指定了但没有指定“name”，那么之前的修改的段名将被恢复成默认值。
#pragma arm section // 恢复所有段名为默认设置。

应用：

#pragma arm section rwdata = "SRAM",zidata = "SRAM"
static OS_STK SecondTaskStk[256]; // “rwdata”“zidata”将定位在“sram”段中。
#pragma arm section // 恢复默认设置

分散加载文件中定义如下：

Exec_Sram 0x80000000 0x40000
{
* (sram)
}

“PI” 属性使用示例：
LR_1 0x010000 PI ; The first load region is at 0x010000.
{
ER_RO 0 ; The PI attribute is inherited from parent.
; The default execution address is 0x010000, but the code can be moved.
{
*( RO) ; All the RO sections go here.
}

ER_RW 0 ABSOLUTE ; PI attribute is overridden by ABSOLUTE.
{
*( RW) ; The RW sections are placed next. They cannot be moved.
}

ER_ZI 0 ; ER_ZI region placed after ER_RW region.
{
*( ZI) ; All the ZI sections are placed consecutively here.
}
}

LR_1 0x010000 ; The first load region is at 0x010000.
{
ER_RO 0 ; Default ABSOLUTE attribute is inherited from parent. The execution address
; is 0x010000. The code and ro data cannot be moved.
{
*( RO) ; All the RO sections go here.
}

ER_RW 0x018000 PI ; PI attribute overrides ABSOLUTE
{
*( RW) ; The RW sections are placed at 0x018000 and they can be moved.
}

ER_ZI 0 ; ER_ZI region placed after ER_RW region.
{
*( ZI) ; All the ZI sections are placed consecutively here.
}
}

程序中对某区域地址等的引用方法：
Load$$region_name$$Base Load address of the region.
Image$$region_name$$Base Execution address of the region.
Image$$region_name$$Length Execution region length in bytes (multiple of 4).
Image$$region_name$$Limit Address of the byte beyond the end of the execution region.
Image$$region_name$$ZI$$Base Execution address of the ZI output section in this region.
Image$$region_name$$ZI$$Length Length of the ZI output section in bytes (multiple of 4).
Image$$region_name$$ZI$$Limit Address of the byte beyond the end of the ZI output sectionin the execution region.

SectionName$$Base Input Address of the start of the consolidated section called SectionName.
SectionName$$Limit Input Address of the byte beyond the end of the consolidated section called SectionName.

Load： 加载区，即存放地址；
Image： 执行区，即运行地址；
Base： 区首地址；
Limit： 区尾地址；
Length： 区长度；

region_name： RO、RW、ZI、load_region_name、execution_region_name；

例如：
“RAM1”区域的首地址： Image$$RAM1$$Base
上例中“sram”段首地址： sram$$Base

汇编引用示例：
IMPORT |Load$$Exec_RAM1$$Base| // Exec_RAM1 为“RW”段
IMPORT |Image$$Exec_RAM1$$Base|
IMPORT |Image$$Exec_RAM1$$Length|
IMPORT |Image$$Exec_RAM1$$Limit|

LDR R0, =|Load$$Exec_RAM1$$Base|
LDR R1, =|Image$$Exec_RAM1$$Base|
LDR R2, =|Image$$Exec_RAM1$$Limit|

0

CMP R1, R2
LDRCC R3, [R0], #4
STRCC R3, [R1], #4
BCC %b0

C 引用：
extern unsigned char Load$$Exec_RAM1$$Base;
extern unsigned char Image$$Exec_RAM1$$Base;
extern unsigned char Image$$Exec_RAM1$$Length;

void MoveRO(void)
{
unsigned char * psrc, *pdst;
unsigned int count;
count = (unsigned int) &Image$$Exec_RAM1$$Length;
psrc = (unsigned char *)&Load$$Exec_RAM1$$Base;
pdst = (unsigned char *)&Image$$Exec_RAM1$$Base;

while (count--) {
*pdst = *psrc ;
}
}

加载文件示例一：
起始地址 大小
ROM: 0x00000000 256K ；0x1fc 保留为加密字，程序在ROM中运行；
RAM 0x40000000 16K ；用于全局变量及任务堆栈；
SRAM 0x80000000 512K ；SRAM速度慢，主要用于存放大的数据表；
LOAD_ROM1 0x00000000 0x1f8 ; 指定该加载区域首地址、大小
{
EXEC_ROM1 0 0x1f8 ; 没有前一加载区域，所以该执行区域首地址为加载去首地址
; 并指定该区域长度
{
Startup.o (vectors, FIRST) ; 目标文件的“vectors”段放在该执行区域的第一段
irq.o ( RO) ; 目标文件的所有“RO”段放在该执行区域
}
}

LOAD_ROM2 0x00000200 ; 第二个加载区域
{
EXEC_ROM2 0 0x3e600
{
* ( RO) ; 所有目标文件和库文件中的“RO”段存放在该区域
}

RAM1 0x40000000 0x4000
{
* ( RW, ZI) ; 所有目标文件和库文件的“RW”和“ZI”段存放在该区域
}

SRAM2 0x80000000 0x80000
{
* (sram) ; 所有目标文件中的“sram”段存放在该区域
}
}

示例二：
“iap.o”定义在“Exec_RAM1”中运行，所以设置“PI”属性；
在调用“iap.c”中函数之前应该将其从“Load$$Exec_IAP$$Base”复制到指定的“Exec_RAM1”区域；
Load_region1 0x00000000 0x1fc
{
EXEC_ROM1 0
{
Startup.o (vectors, FIRST)
irq.o ( RO)
}
}

Load_region2 0x00000200 0x3e600
{
EXEC_ROM2 0
{
* ( RO)
}

Exec_IAP 0 PI // 可能引起链接器未使用该属性警告，忽略
{
iap.o ( RO)
}

Exec_RAM1 0x40000000 0x4000
{
* ( RW, ZI)
}

Exec_Sram 0x80000000 0x40000
{
* (SRAM)
}
}

// 移动“IAP.o”中的所有函数到“ImageExecIAPBase”加载区，并调用其中的函数
extern unsigned char Load$$Exec_IAP$$Base;
extern unsigned char Image$$Exec_IAP$$Length;
#define ImageExecIAPBase (0x40000000 0x1000) // 加载区首址

void MoveIAPRO(void)
{
unsigned char * psrc, *pdst;
unsigned int count;
count = (unsigned int) &Image$$Exec_IAP$$Length;
psrc = (unsigned char *)&Load$$Exec_IAP$$Base;
pdst = (unsigned char *)ImageExecIAPBase;

while (count--) {
*pdst = *psrc ;
}
}

// 调用“IAP.O”中的某函数
{
void (* pfnIAPWrite)(unsigned long, int);
pfnIAPWrite = (void (*)(unsigned long, int))
(ImageExecIAPBase
(unsigned int)IAPWrite - // 被调用函数名
(unsigned int)&Load$$Exec_IAP$$Base);

pfnIAPWrite((int)((CUPDATA *)CODESTARTADDR)->data,
((CUPDATA *)CODESTARTADDR)->length);
}

//——————————————————————————————————————————————
ARM编译程序参考
介绍ARM编译程序的ARM特有方面，包括：
Pragmas 编译指示
Function keywords 函数关键字
Variable declaration keywords 变量声明关键字

Pragmas
ARM编译程序可识别一下格式的编译指示：
#pragma [no_] feature-name
编译指示优于相关的命令行选项。
能识别的编译选项如下：

Pragma name

Default

Reference
arm section

Off

Pragmas controlling code generation
check_printf_formats

Off

Pragmas controlling printf and scanf argument checking
check_scanf_formats

Off

Pragmas controlling printf and scanf argument checking
check_stack

On

Pragmas controlling code generation
debug

On

Pragmas controlling debugging
import

code generation
Ospace

optimization
Otime

optimization
Onum

optimization
softfp_linkage

Off

code generation

* check_printf_formats

该编译指示标记类似于printf的函数，如果存在文字格式串，则对照进行类型检查。
#pragma check_printf_formats
extern void myprintf(const char *format, …);
#pragma no_check_printf_formats

* check_scanf_formats

该编译指示对声明为类似于scanf的函数做标记，以便对照文字格式串检查自变量的格式。
#pragma check_scanf_formats
extern void myformat(const char *format, …);
#pragma no_check_scanf_formats

* debug 该编译指示可打开或关闭调试表生成, 如果指定#pragma no_debug，则不会为随后的声明和函数生成调试信息表条目，直到下一个#pragma debug出现。
* Pragmas controlling optimization

Ospace
Otime
Onum

* Pragmas controlling code generation
o check_stack 如果已经使用了#pragma no_check_stack和-apcs/swst命令行选项禁止栈检查，则该编译指示可使的检查是否违反了栈限制的函数入口代码的重新生成。
o once 同#ifndef …#endif效果相类似，用于头文件。但一般推荐使用#ifndef…#define。
o softfp_linkage 该编译指示指定了至下一个#pragma no_softfp_linkage之间的所有函数声明描述了使用软件浮点链接的函数。__softfp关键字与该编译指示的效果相同
o import(symbol_name) 该编译指示生成对symbol_name的导入引用。同如下汇编语言相同：IMPORT symbol_name。符号名作为外部符号放在映像的符号表中。
o arm section section_sort_list This pragma specifies the code or data section name that used for subsequent function or objects.This include definitions of anonymous objects the compiler creates for initializations.该编译指示可指定代码或数据段的名称用于随后的函数或对象。包括编译程序为初始化而创建的匿名对象的定义。该选项对一下情况没有影响：

内联函数（及其局部静态变量）
模板实例（及其局部静态变量）
消除未使用的变量和函数
将定义写入目标文件中的顺序
该编译指示完整语法为：
#pragma arm section [sort_type[[=]“name”]][,sort_type=“name”]
此处name用于段名称，sort_type可为如下之一code, rwdata, rodata
和zidata。若指定sort_type，没有指定name，则sort_type的段名被
重新设置为默认值。单独输入#pragma arm section，则所以对象段的
恢复为其默认值

int x1 = 5; // in .data (default)
int y1[100]; // in .bss (default)
int const z1[3] = {1,2,3}; // in .constdata (default)

#pragma arm section rwdata = "foo", rodata = "bar"
int x2 = 5; // in foo (data part of region)
int y2[100]; // in .bss
int const z2[3] ={1,2,3}; // in bar
char *s2 = "abc"; // s2 in foo, "abc" in bar
#pragma arm section rodata
int x3 = 5; // in foo
int y3[100]; // in .bss
int const z3[3] ={1,2,3}; // in .constdata
char *s3 = "abc"; // s3 in foo, "abc" in .constdata
#pragma arm section code = "foo"
int add1(int x) // in foo (code part of region)
{
return x 1;
}
#pragma arm section code

使用分散加载描述文件和链接程序，以控制将命名段放置在存储器中的特定地址。

Function keywords
一些关键字指示编译程序对其某个函数进行特殊处理。包括函数内的声明，函数限定符及函数存储类限定符。
即Declarations inside function, Function qualifiers and Function storage.
__asm{assembler-code} 指示编译程序该语句是用汇编语言编写的。
__irq This enables a C or C function to be used as an interrupt routine called by the IRQ,
or FIQ vectors. All corrupted registers except floating-point registers are preserved, not only those
that are normally preserved under the ATPCS. The default ATPCS mode must be used. The function exits
by setting the pc to lr-4 and the CPSR to the value in SPSR. It is not available in tcc or tcpp.
No arguments or return values can be used with __irq functions.
__pure 指明函数声明为纯的。纯函数没有了公共子表达式。默认情况下，函数假定是不纯的（产生副作用）。
纯函数需要满足：其结果仅取决于其自变量的值；没有副作用，其不能调用非纯函数。不能使用全局变量或废弃指针，
同一参数两次调用纯函数，返回应该相同

一般而言，一个程序包括只读的代码段和可读写的数据段。在ARM的集成开发环境中，只读的代码段和常量被称作RO段(ReadOnly)；
可读写的全局变量和静态变量被称作RW段(ReadWrite)；RW段中要被初始化为零的变量被称为ZI段(ZeroInit)。对于嵌入式系统而言，
程序映象都是存储在Flash存储器等一些非易失性器件中的，而在运行时，程序中的RW段必须重新装载到可读写的RAM中。
这就涉及到程序的加载时域和运行时域。简单来说，程序的加载时域就是指程序烧入Flash中的状态，运行时域是指程序执行时的状态。
对于比较简单的情况，可以在ADS集成开发环境的ARM LINKER选项中指定RO BASE和RW BASE，告知连接器RO和RW的连接基地址。对于复杂情况，
如RO段被分成几部分并映射到存储空间的多个地方时，需要创建一个称为“分布装载描述文件”的文本文件，通知连接器把程序的某一部分连接
在存储器的某个地址空间。需要指出的是，分布装载描述文件中的定义要按照系统重定向后的存储器分布情况进行。在引导程序完成初始化的任务后，
应该把主程序转移到RAM中去运行，以加快系统的运行速度。

什么是arm的映像文件，arm映像文件其实就是可执行文件，包括bin或hex两种格式，可以直接烧到rom里执行。在axd调试过程中，
我们调试的是axf文件，其实这也是一种映像文件，它只是在bin文件中加了一个文件头和一些调试信息。映像文件一般由域组成，
域最多由三个输出段组成(RO,RW,ZI)组成，输出段又由输入段组成。所谓域，指的就是整个bin映像文件所处在的区域，
它又分为加载域和运行域。加载域就是映像文件被静态存放的工作区域，一般来说flash里的整个bin文件所在的地址空间就是加载域，
当然在程序一般都不会放在 flash里执行，一般都会搬到sdram里运行工作，它们在被搬到sdram里工作所处的地址空间就是运行域。
我们输入的代码，一般有代码部分和数据部分，这就是所谓的输入段，经过编译后就变成了bin文件中ro段和rw段，还有所谓的zi段，
这就是输出段。对于加载域中的输出段，一般来说ro段后面紧跟着rw段，rw段后面紧跟着zi段。在运行域中这些输出段并不连续，
但rw和zi一定是连着的。zi段和rw段中的数据其实可以是rw属性。
| Image$$RO$$Base| |Image$$RO$$Limit| |Image$$RW$$Base| |Image$$ZI$$Base| |Image$$ZI$$Limit|这几个变量是编译器通知的，
我们在 makefile文件中可以看到它们的值。它们指示了在运行域中各个输出段所处的地址空间| Image$$RO$$Base|
就是ro段在运行域中的起始地址，|Image$$RO$$Limit| 是ro段在运行域中的截止地址。其它依次类推。我们可以在linker的output中
指定，在 simple模式中，ro base对应的就是| Image$$RO$$Base|，rw base 对应的是|Image$$RW$$Base|，由于rw和zi相连，|Image$$ZI$$Base| 就等于|Image$$ZI$$limit| .其它的值都是编译器自动计算出来的。

下面是2410启动代码的搬运部分，我给出注释
BaseOfROM DCD |Image$$RO$$Base|
TopOfROM DCD |Image$$RO$$Limit|
BaseOfBSS DCD |Image$$RW$$Base|
BaseOfZero DCD |Image$$ZI$$Base|
EndOfBSS DCD |Image$$ZI$$Limit|
adr r0, ResetEntry; ResetEntry是复位运行时域的起始地址，在boot
nand中一般是0
ldr r2, BaseOfROM;
cmp r0, r2
ldreq r0, TopOfROM;TopOfROM=0x30001de0，代码段地址的结束
beq InitRam
ldr r3, TopOfROM
；part 1，通过比较，将ro搬到sdram里，搬到的目的地址从 | Image$$RO$$Base| 开始，到|Image$$RO$$Limit|结束

0
ldmia r0!, {r4-r7}
stmia r2!, {r4-r7}
cmp r2, r3
bcc %B0;

；part 2，搬rw段到sdram，目的地址从|Image$$RW$$Base| 开始，到|Image$$ZI$$Base|结束
sub r2, r2, r3;r2=0
sub r0, r0, r2
InitRam ;carry rw to baseofBSS
ldr r2, BaseOfBSS ;TopOfROM=0x30001de0,baseofrw
ldr r3, BaseOfZero ;BaseOfZero=0x30001de0
0
cmp r2, r3
ldrcc r1, [r0], #4
strcc r1, [r2], #4
bcc %B0
；part 3，将sdram zi初始化为0，地址从|Image$$ZI$$Base|到|Image$$ZI$$Limit|
mov r0, #0;init 0
ldr r3, EndOfBSS;EndOfBSS=30001e40
1
cmp r2, r3
strcc r0, [r2], #4
bcc %B1