DSP编程技巧之19---详解cmd文件

 cmd文件是编译完成之后链接各个目标文件时，用来指示各个数据、符号等是如何划分到各个段，以及每个段所使用的存储空间的。许多筒子对cmd文件有畏难情绪，不容易理解各个段的含义，特别是在程序编译没有问题，但是在链接生成可执行的.out遇到错误时更容易手足无措，所以我们就来详细解读一下cmd文件的具体含义。

C28x的编译器把存储空间划分为两个部分进行管理，包括：

1. 程序存储空间：包含可执行的代码，初始化的记录和switch-case使用的表。

2. 数据存储空间：包含外部变量，静态变量以及系统的栈;一般情况下，各个寄存器对应的存储空间也归类在数据空间里。

为了方便管理，不同种类的代码、变量等往往又被分别分配到不同的段(section)之中，然后对存储空间的划分就变成了对段的地址分配问题了。例如，在下面的代码中，就规定了.text这个段会存放在RAM中Page0下面的RAML1中，RAML1的起始地址是0x009000，长度是0x001000。

MEMORY

{

/* 省略不在此显示的代码 */

PAGE 0 :

RAML1 : origin = 0x009000, length = 0x001000

RAML2 : origin = 0x00A000, length = 0x001000

/* 省略不在此显示的代码 */

｝

SECTIONS

{

/* 省略不在此显示的代码 */

.text : > RAML1, PAGE = 0

/* 省略不在此显示的代码 */

｝

一般情况下，我们的代码不会大到无法存储，但是也有可能因为代码特别多导致无法存储，产生.text的实际大小是size xxx，但是RAML1的size只有yyy这样的链接错误，以至于无法生成输出文件。此时我们可以把上面对应的RAML1的长度，即length增大，使得.text段所分配的地址空间变多。但是RAML1地址空间扩大之后，挤占了RAML2的空间，导致地址重叠，此时RAML2的起始位置要后移，其长度也要相应地缩减，才能不产生地址覆盖错误;修改之后可以为：

RAML1 : origin = 0x009000, length = 0x001500

RAML2 : origin = 0x00A500, length = 0x000500

还有一个解决方法则是把.text给分配到其它更长的地址空间里去;如果没有现成的地址范围比较长的段，也可以合并现有的段，修改方法比如把RAML2删除，把它的地址全部合并到RAML1中去，而.text还是分配在RAML1，就没有问题了。删除RAML2的时候要注意，它在没有被任何段使用的情况下才能操作，否则编译、链接的时候又提示其它的段找不到对应的存储单元了。

下面我们就解释一下各个段的含义：

一.初始化的段

其中包含了数据和可执行代码，通常情况下是只读的。它们包括：

1 .cinit和.pinit

包含了初始化变量和常量所用的表格，是只读的。

C28x .cinit被限制在16bit范围内，即低64K范围。

2 .const

包含了字符串常量、字符串文字、选择表以及使用const关键字定义(但是不包括volatile类型，并假设使用小内存模型)的只读型变量。

3 .econst

包含了字符串常量，以及使用far关键字定义的全局变量和静态变量。

4 .switch

存放switch-case指令所使用的选择表。

5 .text

通常是只读的，包含所有可执行的代码，以及编译器编译产生的常量。

二.无初始化的段

无初始化的段虽然不会被初始化，但是仍然需要在存储单元(一般是RAM)中保留相关的地址空间。它们包括：

1 .bss

为全局和静态变量保留存储空间。在启动或者程序加载的时候，C/C++的启动程序会把.cinit段中的数据(一般存放在ROM中)复制到.bss段中。

2 .ebss

为far关键字定义(仅适用于C代码)的全局和静态变量保留存储空间。在启动或者程序加载的时候，C/C++的启动程序会把.cinit段中的数据(一般存放在ROM中)复制到.ebss段中。

3 .stack

默认情况下，栈(stack)保存在.stack段中(参考boot.asm)，这个段用来为栈保留存储空间。栈(stack)的作用主要有：

1) 保留存储空间用于存储传递给函数的参数;

2) 为局部变量分配相关的地址空间;

3) 保存处理器的状态;

4) 保存函数的返回地址;

5) 保存某些临时变量的值。

需要注意的是，.stack段只能使用低64K地址的数据存储单元，因为CPU的SP寄存器是16位的，它无法读取超过64K的地址范围。此外，编译器无法检查栈的溢出错误(除非我们自己编写某些代码来检测)，这将导致错误的输出结果，所以要为栈分配一个相对较大的存储空间，它的默认值是1K字。改变栈的大小的操作可以通过编译器选项--stack_size来完成。

4 .sysmem

为动态内存分配保留存储空间，从而为malloc，calloc，realloc和 new等动态内存分配程序服务。如果这几个动态内存管理函数没有在C/C++代码中用到的话，则不需要创建.sysmem段。

此外，我们经常提到“堆栈”，在这里我们只讲了栈，那堆(heap)是干啥的呢?堆就是是用来做动态内存分配的，因为在DSP上RAM资源仍然是相对宝贵的，所以堆占用的存储空间不能无限扩展，对于near关键字修饰的堆，其占用的地址空间最大只能到32K字;对于far关键字修饰的堆，它使用的存储空间由编译器自动设置，默认只有1K字。

5 .esysmem

为far malloc函数分配动态存储空间。如果没有用到这个函数，则编译器不会自动创建.esysmem段。

对于汇编器，它会自动创建.text, .bss和.data三个段。我们可以使用#pragma CODE_SECTION和#pragma DATA_SECTION来创建更多的段。

默认情况下，各个段所分配的存储空间配置如下(可根据需要进行更改)：

最后，以一个ADC寄存器对应的内存地址分配的例子，来看看完成的cmd文件是如何完成的(事实上所有寄存器的内存地址分配在TI的外设和头文件包中已经帮我们做好了，这里是个演示)。

首先，在使用寄存器(或者自定义的变量)的头文件或者源程序里，为寄存器(或者自定义的变量)指定一个自定义的段：

#ifdef __cplusplus

#pragma DATA_SECTION("AdcRegsFile")

#else

#pragma DATA_SECTION(AdcRegs,"AdcRegsFile");

#endif

volatile struct ADC_REGS AdcRegs; //使得结构体被分配在指定的段中

然后，在cmd文件中，在SECTIONS下把AdcRegsFile这个段分配到ADC这块内存区域中，并在MEMORY中定义ADC这块内存区域的起始位置和长度。

MEMORY

{

PAGE 0: /* Program Memory */

/* 省略不相关内容的显示 */

PAGE 1: /* Data Memory */

/* 省略不相关内容的显示 */

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

/* 省略不相关内容的显示 */

}

SECTIONS

{

/* 省略不相关内容的显示 */

AdcRegsFile : > ADC, PAGE = 1

/* 省略不相关内容的显示 */

}

以上是一个自定义段并制定内存区域的完整例子。如果不需要这样的自定义，则可以不去管它，使用现有的，比如某个例子中可以使用的cmd文件就可以了。