在 RAM 初始化之前使用 #defined 值

Question

我正在为 ARM CPU 编写启动代码。没有内部 RAM，但有 1GB 的 DDRAM 连接到 CPU，在初始化之前无法直接访问。代码存储在闪存中，初始化 RAM，然后将自身和数据段复制到 RAM 并在那里继续执行。我的程序是：

#define REG_BASE_BOOTUP 0xD0000000
#define INTER_REGS_BASE REG_BASE_BOOTUP

#define SDRAM_FTDLL_REG_DEFAULT_LEFT            0x887000

#define DRAM_BASE               0x0
#define SDRAM_FTDLL_CONFIG_LEFT_REG (DRAM_BASE+ 0x1484)
... //a lot of registers

void sdram_init() __attribute__((section(".text_sdram_init")));

void ram_init()
{
  static volatile unsigned int* const sdram_ftdll_config_left_reg = (unsigned int*)(INTER_REGS_BASE + SDRAM_FTDLL_CONFIG_LEFT_REG);
  ... //a lot of registers assignments

  *sdram_ftdll_config_left_reg = SDRAM_FTDLL_REG_DEFAULT_LEFT;
}

目前我的程序无法正常工作，因为寄存器值最终被链接到 RAM，而此时程序尝试访问它们只有闪存可用。

如何更改链接描述文件或程序，以使这些值在闪存中具有地址？有没有办法可以在文本段中包含这些值？

当它们在文件范围内声明时，这些定义的值实际上是全局数据还是静态数据？

编辑：

目标文件与以下链接描述文件链接：

MEMORY 
{                                                                                                             
RAM (rw)    : ORIGIN = 0x00001000, LENGTH = 12M-4K                                
ROM (rx)    : ORIGIN = 0x007f1000, LENGTH = 60K
VECTOR (rx) : ORIGIN = 0x007f0000, LENGTH = 4K   
}
SECTIONS
{
    .startup :
    {
    KEEP((.text.vectors))
    sdram_init.o(.sdram_init)
    } > VECTOR
...
}

从寄存器分配反汇编：

  *sdram_ftdll_config_left_reg = SDRAM_FTDLL_REG_DEFAULT_LEFT;
  7f0068:       e59f3204        ldr     r3, [pc, #516]  ; 7f0274 <sdram_init+0x254>
  7f006c:       e5932000        ldr     r2, [r3]
  7f0070:       e59f3200        ldr     r3, [pc, #512]  ; 7f0278 <sdram_init+0x258>
  7f0074:       e5823000        str     r3, [r2]
  ...
  7f0274:       007f2304        .word   0x007f2304
  7f0278:       00887000        .word   0x00887000

Answer 1

直接回答您的问题——#defined 值不会存储在程序的任何地方（可能在调试部分除外）。宏会在编译时展开，就像您在函数中输入它们一样，例如：

*((unsigned int *) 0xd0010000) = 0x800f800f;

这些值最终会出现在文本段中，作为编译代码的一部分。

这里更有可能的是你做错了什么。在我的脑海中，我的第一个猜测是您的堆栈未正确初始化，或者位于尚不可用的内存区域中。

Answer 2

有几个选项可以解决这个问题。

1. 使用PC 相对数据访问。
2. 使用自定义linker script。
3. 使用汇编程序。

使用PC相对数据访问

使用此方法的问题是您必须了解编译器如何生成代码的详细信息。 #define register1 (volatile unsigned int *)0xd0010000UL 是作为静态变量存储的，该变量从链接的 SDRAM 地址加载。

  7f0068:      ldr     r3, [pc, #516]  ; 7f0274 <sdram_init+0x254>
  7f006c:      ldr     r2, [r3]  ; !! This is a problem !!
  7f0070:      ldr     r3, [pc, #512]  ; 7f0278 <sdram_init+0x258>
  7f0074:      str     r3, [r2]
  ...
  7f0274:     .word   0x007f2304  ; !! This memory doesn't exist.
  7f0278:     .word   0x00887000

你必须这样做，

 void ram_init()
 {
     /* NO 'static', you can not do that. */
     /* static */ volatile unsigned int* const sdram_reg = 
         (unsigned int*)(INTER_REGS_BASE + SDRAM_FTDLL_CONFIG_LEFT_REG);
     *sdram_ftdll_config_left_reg = SDRAM_FTDLL_REG_DEFAULT_LEFT;
 }

或者您可能更喜欢在汇编程序中实现它，因为您在这里可以做什么和不能做什么可能很迟钝。上面C代码的主要作用是每件事都是计算出来的或者PC相对的。如果您选择不使用链接描述文件，则必须如此。正如Duskwuff 指出的那样，您也可能遇到堆栈问题。如果您没有可用作临时堆栈的 ETB 内存等，那么最好在汇编程序中对其进行编码。

链接器脚本

请参阅gnu linker map... 和许多其他有关在这种情况下使用链接器脚本的问题。如果您需要详细信息，则需要提供处理器使用的实际地址。使用此选项，您可以annotate your function 指定它将位于哪个部分。例如，

void ram_init() __attribute__((section("FLASH")));

在这种情况下，您将使用 Gnu Linkers MEMORY 语句和 AT 语句将此代码放在您希望运行它的 闪存地址。

使用汇编程序

Assembler 让您可以完全控制内存使用。您可以保证不使用堆栈，不生成非PC 相关代码，并且它可能会比boot 更快。这是一些 table 驱动的 ARM 汇编程序，我在您描述的案例中使用过，初始化 SDRAM 控制器。

 /* Macro for table of register writes. */
 .macro DCDGEN,type,addr,data
 .long \type
 .long \addr
 .long \data
 .endm
 .set FTDLL_CONFIG_LEFT, 0xD0001484

 sdram_init:
 DCDGEN 4, FTDLL_CONFIG_LEFT, 0x887000
 1:

 init_sdram_bank:
         adr     r0,sdram_init
         adr     r1,1b
 1:
         /* Delay. */
         mov     r5,#0x100
 2:      subs    r5,r5,#1
         bne     2b

         ldmia   r0!, {r2,r3,r4} /* Load DCD entry. */
         cmp     r2,#1           /* byte? */
         streqb  r4,[r3]         /* Store byte... */
         strne   r4,[r3]         /* Store word. */

         cmp     r0,r1           /* table done? */
         blo     1b

         bx lr

         /* Dump literal pool. */
        .ltorg

汇编程序有很多好处。您还可以清除bss 部分并使用简单的例程设置stack。互联网上有很多，我想您可能可以自己编写一个。 gnu ld 脚本对汇编程序也很有用，因为您可以确保像 bss 这样的部分是对齐的并且是 4,8 的倍数等。这样清算程序就不需要特殊情况了。此外，您必须在初始化后将code 从 flash 复制到 SDRAM。这是一个相当昂贵/长时间运行的任务，您可以使用一些简短的汇编程序来加速它。