部分 .data 将不适合区域 \'dff\' 错误

Question

我试图在 RISCV 处理器上运行一些 c 程序，我得到了这个：

/foss/tools/riscv-gnu-toolchain-rv32i/217e7f3debe424d61374d31e33a091a630535937/lib/gcc/riscv32-unknown-linux-gnu/11.1.0/../../../../riscv32-unknown-linux-gnu/bin/ld: test_la.elf section `.data' will not fit in region `dff'
/foss/tools/riscv-gnu-toolchain-rv32i/217e7f3debe424d61374d31e33a091a630535937/lib/gcc/riscv32-unknown-linux-gnu/11.1.0/../../../../riscv32-unknown-linux-gnu/bin/ld: region `dff' overflowed by 1624 bytes
collect2: error: ld returned 1 exit status

根据this线程中的评论，这可能是由于声明了一些大型全局数组引起的。对我来说确实如此，我在全球范围内拥有这些（在主要功能之外）：

int sig_A [Bits] = { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1};

int sig_B [Bits] = { 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};

int sig_C [Bits] = { 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0};

int data_i [Bits] = { 0, 0, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 6, 0, 0};

我需要将这些数据从 RISCV 发送到某个数字电路。我怎样才能做到这一点（如果有办法）。谢谢你。

链接器文件

/* Copyright lowRISC contributors.
   Licensed under the Apache License, Version 2.0, see LICENSE for details.
   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

INCLUDE ../generated/output_format.ld

OUTPUT_ARCH(riscv)

/*******
MEMORY
{

   Change this if you'd like different sizes. Arty A7-100(35) has a maximum of 607.5KB(225KB)
   BRAM space. Configuration below is for maximum BRAM capacity with Artya A7-35 while letting
   CoreMark run (.vmem of 152.8KB).
    ram         : ORIGIN = 0x00100000, LENGTH = 0x30000 * 192 kB *
    stack       : ORIGIN = 0x00130000, LENGTH = 0x8000  * 32 kB *
}
**********/

_entry_point = _vectors_start + 0x80;
ENTRY(_entry_point)

/* The tohost address is used by Spike for a magic "stop me now" message. This
   is set to equal SIM_CTRL_CTRL (see simple_system_regs.h), which has that
   effect in simple_system simulations. Note that it must be 8-byte aligned.

   We don't read data back from Spike, so fromhost is set to some dummy value:
   we place it just above the top of the stack.
 */
tohost   = 0x20008;
fromhost = _stack_start + 0x10;

SECTIONS
{
    .vectors :
    {
        . = ALIGN(4);
        _vectors_start = .;
        KEEP(*(.vectors))
        _vectors_end = .;
    } > flash

    .text : {
        . = ALIGN(4);
        *(.text)
        *(.text.*)
    }  > flash

    .rodata : {
        . = ALIGN(4);
        /* Small RO data before large RO data */
        *(.srodata)
        *(.srodata.*)
        *(.rodata);
        *(.rodata.*)
    } > flash

    .data : {
        . = ALIGN(4);
        /* Small data before large data */
        *(.sdata)
        *(.sdata.*)
        *(.data);
        *(.data.*)
    } > dff AT > flash

    .bss :
    {
        . = ALIGN(4);
        _bss_start = .;
        /* Small BSS before large BSS */
        *(.sbss)
        *(.sbss.*)
        *(.bss)
        *(.bss.*)
        *(COMMON)
        _bss_end = .;
    } > dff

}

PROVIDE(_stack_start = ORIGIN(sram) + LENGTH(sram));

Answer 1

能否请您指向一个链接以自己理解链接器脚本？ – 温度1445

我在"linker script" documentation 上进行了网络搜索并得到（在 1.2M 中）：https://wiki.osdev.org/Linker_Scripts

我下载了您链接到的存储库 [全部 14 GB ;-)]。在 repo 中，我们有几个文件：

./verilog/dv/caravel/sections.lds
./verilog/dv/caravel/mgmt_soc/irq/sections.lds

除了RAM 的源地址之外，它们是相似的。这是第一个的sn-p：

MEMORY {
    FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x10000000, LENGTH = 0x400000    /* 4MB */
    RAM(xrw)    : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x0400      /* 256 words (1 KB) */
}

这意味着你只要有1 KB公羊！

但是，您的示例指的是dff。有一个 python 脚本通过该名称引用链接器脚本，但它必须是 [auto-] 生成的，因为树中没有 dff.lds。

---

AFAICT，caravel 是门用于 riscv FPGA 或 ASIC 实现的级别 verilog/VHDL 设计。

我有完成 [linux] S/W 内核移植到新的 ASIC CPU 设计 [20 年前]，使用门水平模拟器。

但是，这可以非常减缓。

例如，在启动期间，linux 会进入一个自旋循环来计算 CPU 速度（即 BogoMIPS）。这个测试，在真实的硬件上只需要一小部分时间（例如 1 毫秒）。在模拟器上，花了一整天的时间。

所以，我用 NOP 替换了那个循环，并硬连线了频率（使用（例如））：

#ifdef _USE_GATE_SIMULATOR_
bogoMIPS = 200;
#else
while (...) {
}
bogoMIPS = ...;
#endif

然后，我们必须为 [提议的] H/W 开发 S/W 设备驱动程序。某些硬件的verilog 代码不完整。

但是，我们确实有硬件的功能规格。

我们的解决方案是在以下方面进行大部分软件开发：

1. 一个功能性的模拟器（类似于qemu），我们在其中添加了硬件设备的仿真。
2. 用户空间代码，在运行 x86 代码的开发机器（例如 x86 PC）上运行，并有一个库允许我们调用硬件仿真函数。
3. 具有相似硬件的真正硬件 SDK 板
4. 门级模拟器

   我们将 S/W 配置为能够通过条件编译在任何这些环境中工作。

   我们使用 (2) 和 (1) 完成了大部分 S/W 开发工作。当我们 99.44% 确定没有软件错误（例如 UB 等），只有这样我们才能使用 (3) 进行完整验证。

   这样，我们就没有燃烧小时在 5 秒内在 SDK 板或模拟器上找到一个 [微不足道的] S/W 错误的模拟器时间。

   这也使程序员能够独立于硬件设计人员的 verilog 代码调试软件 [通常有更多的比 S/W 做的错误]。

   ---

   您没有指定您的主要目标是什么，但我强烈推荐这样的构建环境。

   如果您只是想在装配级别试验 riscv 架构，那么我会使用 qemu 或等效的。

   如果您尝试编写 S/W 来驱动当前/建议的 H/W 设备，我仍然会推荐与我们所拥有的类似的策略。

Answer 2

您的程序定义了一些比可用 RAM 更大的大数组。错误消息说（用链接器的路径剪切前缀）：

test_la.elf section `.data' will not fit in region `dff'
region `dff' overflowed by 1624 bytes

.data 部分收集所有可写静态^*变量，这包括数组。由于此部分分配在区域dff 中，因此会溢出。

现在你至少有两个选择。

1.减小数组的大小

您在评论中说数组中的所有值都如图所示小，范围为 0 到 6。元素数据类型为 int，其大小似乎为 4 个字节。这对于存储小值来说很多。

您可以发明一些方法将只需要的位打包到可用空间中，但这需要在运行时进行一些解包代码，具体取决于值的用途。

一种更简单的方法是使用尽可能最小且适当的数据类型，在您的情况下为uint8_t。正如您在评论中确认的那样，您这样做了，它暂时解决了这个问题。

但是，一旦您在程序中添加更多变量，同样的问题就会再次出现。因此，我建议使用第二个选项。

根据值的使用，您还可以组合这两个选项，从而最大限度地减少 ROM 中阵列的占用空间。

2.将阵列移动到ROM

正如您在评论中确认的那样，您的程序只读取这些数组的值，它们的内容是固定的。

将修饰符 const 添加到它们。这会将它们放入.rodata 部分，这意味着“只读数据”。由于此部分分配在flash 区域中，因此它不会填满您稀缺的 RAM。

注意：请注意，某些处理器可能需要特殊指令才能从 ROM 读取数据。根据编译器的必要性和聪明程度，这可能需要更改您的代码，也可能不需要。只是说。

无论如何，您应该始终使用修饰符来显示这些特征。初学者的课程很少能做到这一点，而在个人电脑上他们没有。但在嵌入式世界中，始终使用const 修改只读变量。

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这是检查内存使用情况的提示：让链接器生成一个映射文件。对于基于 GNU 的工具链，请查找 the option -Map。例如，如果您通过前端“gcc”运行链接器，您可以将-Wl,-Map=output.map 添加到命令行。

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*) 全局变量也是静态的。