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13.6? 進(jìn)一步存儲(chǔ)器映射考慮事項(xiàng)
上一節(jié)介紹了如何使用Scatter文件對(duì)程序的代碼和數(shù)據(jù)進(jìn)行放置。但這些方法只有在外設(shè)和堆棧限制在源文件或頭文件中定義好的前提下才能使用。為了增加程序的靈活性，最好在Scatter文件中設(shè)置這些信息，本節(jié)將介紹這些方法。
13.6.1? 在Scatter文件中定位目標(biāo)外設(shè)
通常情況下，外設(shè)寄存器的內(nèi)存映射地址是在源文件或頭文件中定義的“硬編碼（hard－code）”。但為了增加代碼的可移植性，可以在源文件中聲明一個(gè)映射到外設(shè)寄存器的結(jié)構(gòu)，并在這個(gè)結(jié)構(gòu)在Scatter文件中定位。
下面的例子定義了映射32位寄存器的定時(shí)器的C結(jié)構(gòu)。
struct {
? ?????volatile unsigned ctrl; /* timer 控制寄存器 */
?? ????volatile unsigned tmr;? /* timer值?? */
} timer_regs;
要把該結(jié)構(gòu)放在存儲(chǔ)器映射的特定地址，需創(chuàng)建一個(gè)新的執(zhí)行區(qū)來(lái)裝入該結(jié)構(gòu)。
下面的例子說(shuō)明了在Scatter文件中將timer_regs結(jié)構(gòu)定位在0x40000000地址處。
ROM_LOAD ?0x24000000 0x04000000
{
??? ; ...
??? TIMER 0x40000000 UNINIT
??? {
??????? timer_regs.o (+ZI)
??? }
??? ; ...
}
需要特別注意的是，在應(yīng)用程序啟動(dòng)過(guò)程中不將這些寄存器的內(nèi)容初始化為零，因?yàn)檫@些地址對(duì)應(yīng)的是外設(shè)寄存器，如果將其初始化為0，很可能改變系統(tǒng)的狀態(tài)。必須將執(zhí)行域的屬性標(biāo)記為UNINIT，這樣可避免該區(qū)中的ZI數(shù)據(jù)初始化為零。
13.6.2? 在Scatter文件中放置堆和棧
ARM公司建議，在Scatter文件中指定堆和棧的位置。這主要有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：
·? 有關(guān)存儲(chǔ)器映射的所有信息保存在一個(gè)文件中；
·? 改變堆和棧只要求重新鏈接，而不需要重新編譯。
1．顯示放置標(biāo)號(hào)
為了在Scatter文件中放置堆棧，必須在源文件中定義Scatter文件的參照符號(hào)。下面的例子在名為stackheap.s的匯編文件中創(chuàng)建標(biāo)有stack_base和heap_base的符號(hào)。這樣就可以在Scatter文件的執(zhí)行域中定位每個(gè)符號(hào)。
???? ??????AREA?? stacks, DATA, NOINIT
?????? ????EXPORT stack_base
stack_base??????? SPACE?? 1
?????? ????AREA?? heap, DATA, NOINIT
?????? ????EXPORT heap_base
heap_base???????? SPACE?? 1
?? ??END
下面的Scatter文件說(shuō)明了如何在地址0x20000放置堆基址，如何在地址0x40000放置棧基址。堆基址和?；返奈恢每赏ㄟ^(guò)分別編輯其執(zhí)行區(qū)予以改變。但該方法的缺點(diǎn)是在該棧區(qū)的上部占用一個(gè)字的內(nèi)存區(qū)域放置SPACE（stack_base）變量。
LOAD_FLASH 0x24000000 0x04000000
{
??? ; ...
??? HEAP 0x20000 UNINIT
??? {
??????? stackheap.o (heap)
??? }
??? STACKS 0x40000 UNINIT
??? {
??????? stackheap.o (stacks)
??? }
??? ; ...
}
?
圖13.17顯示了堆和棧在內(nèi)存中的放置情況。
圖13.17? 顯示設(shè)置符號(hào)放置堆棧
2．使用鏈接程序生成符號(hào)
該方法需要在目標(biāo)文件中指定堆和棧的大小。首先，在一個(gè)匯編源文件中為堆和棧定義一個(gè)適當(dāng)大小的區(qū)域。使用SPACE命令保留一個(gè)清零的存儲(chǔ)器塊。然后，為該區(qū)域設(shè)置NOINIT屬性，避免在鏈接時(shí)被修改。這樣避免了顯示放置堆棧標(biāo)號(hào)而浪費(fèi)內(nèi)存空間。
下面的例子顯示了如何在匯編源文件中預(yù)留出堆棧區(qū)域。
??????? AREA stack, DATA, NOINIT
??? SPACE?? 0x3000????????????????? ;為棧預(yù)留的空間
??????? AREA heap, DATA, NOINIT
??? SPACE?? 0x3000????????????????? ;為堆預(yù)留的空間
??????? END
最后，可以在Scatter文件中定義執(zhí)行域放置系統(tǒng)堆棧。
下面的例子顯示了如何在Scatter文件中使用由聯(lián)接器生成的符號(hào)放置堆棧。
LOAD_FLASH 0x24000000 0x04000000
{
??? :
??? STACK 0x1000 UNINIT??????????? ;length = 0x3000
??? {
??????? stackheap.o (stack)???????? ;stack = 0x4000 to 0x1000
??? }
??? HEAP 0x15000 UNINIT??????????? ;length = 0x3000
??? {
??????? stackheap.o (heap)????????? ;heap = 0x15000 to 0x18000
??? }
}
鏈接程序生成了指向每個(gè)執(zhí)行區(qū)基址和限制的符號(hào)，可將其引入目標(biāo)代碼，供__user_initial_stackheap()函數(shù)使用：
Image$$STACK$$ZI$$Limit???? = 0x4000
Image$$STACK$$ZI$$Base????? = 0x1000
Image$$HEAP$$ZI$$Base?????? = 0x15000
Image$$HEAP$$ZI$$Limit????? = 0x18000
下面的例子通過(guò)使用DCD偽操作賦予這些鏈接符號(hào)更有意義的名稱，可使該代碼可讀性更高。
?????? ??IMPORT?????????? ||Image$$STACKS$$ZI$$Base||
????? ???IMPORT?????????? ||Image$$STACKS$$ZI$$Limit||
?????? ??IMPORT?????????? ||Image$$HEAP$$ZI$$Base||
?????? ??IMPORT?????????? ||Image$$HEAP$$ZI$$Limit||
??? stack_base? DCD?????? ||Image$$STACKS$$ZI$$Limit||??????? ; = 0x4000
??? stack_limit DCD?????? ||Image$$STACKS$$ZI$$Base||???????? ; = 0x1000
??? heap_base?? DCD??????? ||Image$$HEAP$$ZI$$Base||?????????? ; = 0x15000
??? heap_limit? DCD?????? ||Image$$HEAP$$ZI$$Limit||????????? ; = 0x18000
這樣如果需要改變系統(tǒng)堆棧的設(shè)置，可以通過(guò)編輯Scatter文件中的執(zhí)行域很容易地改變，而不需要重新編譯源文件。
3．使用Scatter文件的EMPTY屬性
該方法使用了Scatter文件執(zhí)行域的EMPTY屬性。該屬性使得定義的區(qū)域不包括目標(biāo)代碼或數(shù)據(jù)。這是定義堆和棧的一個(gè)方便方法。區(qū)域的長(zhǎng)度在EMPTY屬性后指定。對(duì)于存儲(chǔ)器中向上增長(zhǎng)的堆，其區(qū)域的長(zhǎng)度為正。對(duì)于棧，其長(zhǎng)度被標(biāo)為負(fù)數(shù)，說(shuō)明其在存儲(chǔ)器中是向下增長(zhǎng)的。
下面的例子顯示了如何在Scatter文件中使用EMPTY屬性定義堆棧。
ROM_LOAD 0x24000000 0x04000000
{
??? ...
??? HEAP 0x30000 EMPTY 0x3000
??? {
??? }
??? STACKS 0x40000 EMPTY -0x3000
??? {
??? }
??? ...
}
該方法的優(yōu)點(diǎn)是堆和棧的大小和位置是在一個(gè)地方定義的，即在Scatter文件中，而不必為堆棧創(chuàng)建stackheap.s源文件。
鏈接時(shí)，鏈接程序生成代表這些EMPTY區(qū)的符號(hào)。
Image$$HEAP$$ZI$$Base???????? = 0x30000
Image$$HEAP$$ZI$$Limit??????? = 0x33000
Image$$STACKS$$ZI$$Base??????? = 0x3D000
Image$$STACKS$$ZI$$Limit?????? = 0x40000
應(yīng)用程序代碼可處理這些符號(hào)，如下例所示。
?????????????? IMPORT??????? ||Image$$HEAP$$ZI$$Base||
?????????????? IMPORT??????? ||Image$$HEAP$$ZI$$Limit||
heap_base?????? DCD????????? ||Image$$HEAP$$ZI$$Base||
heap_limit????? DCD????????? ||Image$$HEAP$$ZI$$Limit||
?????????????? IMPORT??????? ||Image$$STACKS$$ZI$$Base||
?????????????? IMPORT??????? ||Image$$STACKS$$ZI$$Limit||
stack_base????? DCD????????? ||Image$$STACKS$$ZI$$Limit||
stack_limit????? DCD
