玩惯了ld文件,突然让搞lsl,被其中花里胡哨的语法搞晕了,例如:
memory cpu0_dlmu
{
mau = 8;
size = 64k;
type = ram;
map cached (dest=bus:sri, dest_offset=0x90000000, size=64k);
map not_cached (dest=bus:sri, dest_offset=0xb0000000, size=64k,priority=8);
}
虽然这个字面意思写的很清楚,但是在链接器实际运行时有什么不一样吗,mau、priority具体表示什么?因此有必要搞一搞其底层原理。
编译原理这里就不多谈了,咱们直接从链接器开始走起。
1.链接文件有什么用?
Tasking 链接器将Linker和Locator集合到一起, Linker阶段主要把 .o文件、lib文件组合成一个可重定位的对象文件,例如.out;Locator主要用于给上述.out文件重新分配绝对地址,并生成目标处理器的文件,例如elf、hex、s19等,总体流程如下图:
在连接过程中,lsl(Linker Script Language)文件起到了非常关键的作用:
确定当前目标处理的内核硬件架构,例如逻辑地址和物理地址的偏移等;
确定当前系统的memory位置,例如RAM、ROM首地址和长度等;
确定代码数据放到memory的什么位置,这也是我们主要关心的点,控制数据代码到指定位置;
有了上述基本了解,我们来看看lsl的一些关键语法。
2.文件结构和语法解析
2.1 文件结构
lsl链接文件主要包含如下几个部分:
内核架构的定义:帮助linker将目标内核的逻辑地址转换为物理地址,可能还包括中断向量表、栈的定义等,一般来说编译器会把这个定义好,例如tc1v1_6_2.lsl;
派生的定义:主要是用于描述内部总线定义、memeory定义等;
处理器的定义:用于定义单核还是多核,以及对应内核实例
段的定义:控制自定义段的具体位置
框架如下如下:
2.2 语法解析
首先来看几个最常见到但是没有关心过的关键字,以开头代码为例:
mau:Minimal Addressable Units,最小可寻址单元,对Tricore来说就是1 byte,对应数字 8;
type:指定memory类型,常见的如rom,ram,nvram(任意时刻都可以修改),blockram
map:该关键字将源地址转为目的地址,具体映射关系如下:
space => space
space => bus
bus => bus
memory => bus
上述几个关键字接下来我们就来分析几个常用的语法。
定义memory的基本格式如下:
memory mem_name
{
type = xx;
mau = xx;
size = 64k;
map map_name ( map_description );
}
以定义TC3xx CPU0 DSPR的空间为例,代码如下:
memory dsram0 // Data Scratch Pad Ram
{
mau = 8;
size = 240k;
type = ram;
map (dest=bus:tc0:fpi_bus, dest_offset=0xd0000000, size=240k, priority=8);
map (dest=bus:sri, dest_offset=0x70000000, size=240k);
}
mau = 8,表示最小寻址单位为1 byte;整块memory为240k,属于ram类型;比较好玩的是下面两块map,我们来看第一个:
map (dest=bus:tc0:fpi_bus, dest_offset=0xd0000000, size=240k, priority=8);
目的地是Tricore 0 的FPI 总线,偏移为0xd0000000,size为240k,优先级为8;我们回过头看TC3xx的手册,会发现CH、DH这个Segment是保留的,这就奇怪了,链接文件为什么要定义这个东西?直觉告诉我这个可能和Tricore寻址方式有关系。
fpi_bus用于将CPU\DMU等高速外设连接至中低带宽外设,对应具体实例为SPB(系统外设额总线)、BBB(ADAS domain相关),位宽32bit;如下图:
其次,针对CH\DH的用途在map中也给出体现,如下
我们继续翻看5.3.6.1.1章节,详细描述了本地和全局寻址方式。
核内DSPR位置始终为0xD0000000,PSPR为0xC000000,可以理解这是本地地址;而在多核系统中,根据Core ID,PSPR和DSPR分别对应1-7H,这就是所谓的全局地址如下:
但是,还有但是,CPU始终是用全局进行总线传输,意味着即使CPU0从本地DSPR拿数据,仍然使用是的7000000的地址。
所以紧接着定义了关于多核globle的map,如下:
map (dest=bus:sri, dest_offset=0x70000000, size=240k);
那么在链接的时候,linker如何知道用0x7开头还是0xd开头的呢?根据后面的priority优先级来定。
在测试优先级的时候,上面关于DSPR的例子举的不好,因为不管我怎么调优先级都还是用的global地址,除了在调试时将某些指定到本地地址,如下:
所以换个DLMU来搞,cpu0_dlmu memory定义如下:
memory cpu0_dlmu
{
mau = 8;
size = 64k;
type = ram;
map cached (dest=bus:sri, dest_offset=0x90000000, size=64k);
map not_cached (dest=bus:sri, dest_offset=0xb0000000, size=64k);
}
我们将变量放到cpu0dlmu0,在不设置优先级的情况下,编译结果如下:
将not_cached地址优先级提高,结果如下:
这里我们基本可以得出结论:数值越高,优先级越高。
我们将cached\not_cached的代码互换位置,优先级不变,结果如下:
这就很神奇了,好像不是优先级相同,先到先得,而是默认为cached,这是为什么呢?
我们就从这个变量放置的段来找答案,对于section的定义,有两种关键词:
section_setup:定义堆栈、copy、table、启动地址等等
section_setup ::my_space
{
reserved address range
stack definition
heap definition
copy table definition
start address
space reference restrictions
input section modifications
section reference restrictions
MPU data table
}
section_layout:定义一个或者多个section,并赋予section一个地址空间,可以指定运行地址、加载地址,section空间大小等等;可以这样理解,我们写的代码、数据存放位置是在linker里lsl里的section指定,在车规中常常会会将标定数据、信息安全数据等放置到特定位置,因此掌握这部分内容是比较重要的。
实例如下:
仔细看,在示例中section_layout里还定义group了,它包含了一个或者多个input section,因此需要使用语法select 选择section。
在上一个试验中,我们把g_DataTest放到了section lmubss_cpu0,如下图:
该section在lsl链接文件中定义如下:
注意看,此时run_addr为cpu0_dlmu,对应memory:
编译出来是cached地址,那有没有办法让它在non-cached的地址?
根据lsl说明,使用语法:
group (run_addr = mem:A/map_name)
修改如下:
编译得到结果如下:
3.小结
上面两节将lsl的基本框架和常用语法进行了梳理,其中比较重要的就是memory定义和section定义,这里最后再总结下如何将数据或者代码放到指定位置:
首先定义一块memory,使用语法memory name{ },指定map地址,mau,size;
在section_layout里用group定义运行地址,如有必要定义加载地址;
代码里在待处理的数据或者代码前后添加限定符#pragma,或者__attribute__ ((section ".name"))
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