TI DSP CMD文件编写

dreams5678

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。

: J& y5 Q3 r! f. N

    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（TIDSP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   initlength attrs members
----------  ----------- ---------- ----------- ----- -------
0 e( t# `1 E4 f6 L0 i8 N/ c00800000    00800000    00005d40   00005d40    r-x
1 D% S7 Y% A. s! e4 \00800000    00800000    00005d40   00005d40    r-x.text
% E9 P% a& e0 A" ~" ]- a6 Q00805d40    00805d40    00001000   00000000    rw-
00805d40    00805d40    00000800   00000000    rw-.stack
00806540    00806540    00000800   00000000    rw-.sysmem
, C, c* F8 t5 `; r: p00806d40    00806d40    0000031c   0000031c    rw-
00806d40    00806d40    0000031c   0000031c    rw-.fardata
00807060    00807060    00000218   00000000    rw-
00807060    00807060    00000218   00000000    rw-.far
7 S2 {( V; G  B6 J% x) N00807280    00807280    00000134   00000134    r--
00807280    00807280    00000134   00000134    r--.const
008073b4    008073b4    00000120   00000000    rw-
8 H$ F: @5 h. x9 f5 g  E  N. _( r008073b4    008073b4    00000120   00000000    rw-.cio
# ]( [7 P' F/ T" e3 h! \  n008074d4    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=0x00f00000l=0x00008000
   L1P:    o=0x00e00000l=0x00008000
   L2:     o=0x00800000l=0x001F0000
" P0 v! r2 m; A: f7 V- Z   L2A:    o=0x009F0000l=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=0x00f00000l=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。

/ t8 w+ i1 @7 i4 `2 S

    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 bitAddress
1 ?; g' }( x/ j! }1 p! X# n4 BStart     End          Start       End         Bytes  Description
1 ~  j7 A6 M5 T! A# H0000 0000 007F FFFF    0 0000 0000 0 007F FFFF8M     Reserved
$ O% _# H$ U/ t, ]! N5 {6 Z: A! V0080 0000 008F FFFF    0 0080 0000 0 008FFFFF 1M     L2 SRAM
0090 0000 00DF FFFF    0 0090 0000 0 00DFFFFF 5M     Reserved
4 T3 }; }- t- S. x  h4 Z2 j& F! x1 B7 \00E0 0000 00E0 7FFF    0 00E0 0000 000E0 7FFF 32K    L1P SRAM
00E0 8000 00EF FFFF    0 00E0 8000 000EF FFFF 1M-32K Reserved
1 ?6 Z& l/ T6 q. r" c; t00F0 0000 00F0 7FFF    0 00F0 0000 0 00F07FFF 32K    L1D SRAM
) d* N2 U4 \1 w) n/ [; E- a$ y00F0 8000 00FF FFFF    0 00F0 8000 0 00FFFFFF 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
2 u& W6 s0 t, F+ }  M7 v# s{
- D: A2 T: H" P( _  .bss        >L2
; J1 D& ^( s& v- o0 d2 N  .far        >L2
+ p2 G1 D1 b, u0 e  .text       >L2
  .cinit      >L2
  .const      >L2
  .stack      >L2
  .cio        >L2
6 t: H5 F- y. O2 }  .sysmem     >L2
  .switch     >L2
  .fardata    > L2
  .neardata   > L2
  .rodata     >L2
" ^, u3 o- d- Y4 \2 e. a0 a% w* a2 ]2 j  .test       >L2
* T6 _% v2 B0 K3 y% E  .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。

# _$ k8 x, V5 {8 [

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fantasyqqq

同作者，我的英语也是硬伤