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原创 PIC32存储空间与链接器脚本文件小见

2010-1-21 10:29 4786 4 4 分类: MCU/ 嵌入式
    PIC32MX采用了两种地址空间：虚拟和物理地址。两者的区分在于由CPU执行的程序凡涉及到对存储空间的访问都是虚拟地址，包括程序运行PC。涉及到DMA控制器、FLASH控制器对内存或外设的访问，这些被访问的地址都是物理地址，因为这些控制器都是独立于CPU的，所以这也是物理与虚拟地址的区分点。
    PIC32可以寻址的地址空间为4GB（虚拟地址）。根据访问权限的不同，高、低2GB空间被定义为两个区域：内核和用户空间。当然，处于内核模式的应用程序也可以放在低地址空间，所以，低2G空间也被称为useg/kuseg(用户区/内核用户区）。运行在用户模式下，总线矩阵必须配置为FLash和数据存储区的一部分。
    在高2GB用户区，地址空间又被划分为4段，kseg0-kseg3（每段空间为512MB），kseg2用于EJTAG的调试，目前，PIC32仅应用kseg0和kseg1,二者的差别在于是否能够被缓存（be cached,kseg1不能够被cache)。引导flash存储与程序flash存储空间数据RAM存储,外设特殊功能寄存器都可通过两个段访问.
    在物理地址与虚拟地址映射方式上,PIC32采用了简单的FMT（Fixed Mapping Translation,固定映射转换模式),如要将kseg0或者kseg1内的地址映射为物理地址,只需一个与操作即可,与操作过程为:
    物理地址=（虚拟地址） 按位与 （0x1FFFFFFF）
如要将物理地址转化为虚拟地址,则有两种方法:
          kseg0虚拟地址=(物理地址) 按位或 (0x80000000)
 kseg1虚拟地址=(物理地址) 按位或 (0xA0000000)
    即物理地址被搬运到基地址为0x80000000或0xA0000000处.
    在具体的存储空间映射上,PIC32采用了关键的几个地址寄存器实现对有限区域的划分和映射.
    一 BMXPUPBA---bus matrix program flash user program base address register
    意指用户flash程序基地址,显然,除了kernal区外,剩下的就是用户useg/kuseg区.剩下的用户程序存储空间为PFMSIZE-BMXPUPBA.
    二 BMXDKPBA---bus matrix data ram kernal program base address register
    意指DATA RAM区内核程序存储空间的基地址,0x80000000至(该值-1)这段空间被用于DATA RAM内核数据区,该值至(DATA RAM用户数据基地址-1)为内核程序的ram空间.
    三 BMXDUDBA---bus matrix data ram user data base address register
    意指data ram用户数据区基地址,该值至(data ram用户程序基地址-1)为用户的ram数据区.
    四 BMXDUPBA---bus matrix data ram user program base address register
    意指data ram用户程序基地址,该值至(DRMSIZE-1)为用户的ram程序区.
    通过修改以上四个寄存器,可以将flash存储空间与ram空间按照需要划分大小.

    系统默认无用户程序与数据ram.具体可参见procdefs.ld,elf32pic32mx.x中对上述寄存器的初始化.

    MPLAB集成开发环境中，链接器采用两种个接脚本，如上。第二个脚本内置在链接器中，用户能见到的是原版的copy。下面对第一个脚本文件：procdefs.ld做一个简单分析。
  _ebase_address  = 0x9FC01000;
  _RESET_ADDR              = 0xBFC00000;
  _BEV_EXCPT_ADDR          = 0xBFC00380;
  _DBG_EXCPT_ADDR          = 0xBFC00480;
  _DBG_CODE_ADDR           = 0xBFC02000;
  _GEN_EXCPT_ADDR          = _ebase_address + 0x180;
   上述参量被定义后，为第二个脚本文件的执行提供一些绝对地址信息，用于产生exception时自动跳转到该位置。
   从地址上看，除general exception放在kseg0段处。
    MEMORY
   {
     kseg0_program_mem    (rx)  : ORIGIN = 0x9D000000, LENGTH = 0x80000
     kseg0_boot_mem             : ORIGIN = 0x9FC00490, LENGTH = 0x970
     exception_mem              : ORIGIN = 0x9FC01000, LENGTH = 0x1000
     kseg1_boot_mem             : ORIGIN = 0xBFC00000, LENGTH = 0x490
     debug_exec_mem             : ORIGIN = 0xBFC02000, LENGTH = 0xFF0
     config3                    : ORIGIN = 0xBFC02FF0, LENGTH = 0x4
     config2                    : ORIGIN = 0xBFC02FF4, LENGTH = 0x4
     config1                    : ORIGIN = 0xBFC02FF8, LENGTH = 0x4
     config0                    : ORIGIN = 0xBFC02FFC, LENGTH = 0x4
     kseg1_data_mem       (w!x) : ORIGIN = 0xA0000000, LENGTH = 0x8000
     sfrs                       : ORIGIN = 0xBF800000, LENGTH = 0x100000
    }
    这一段为第二脚本文件提供了虚拟存储空间的分配信息。用于链接定位。按照物理内存增长方向，空间分配地址如下：
    kseg0_program_mem--内核程序代码区，此处起始地址定义为0x9D000000,代码段长为512K
   kseg1_boot_mem-----内核启动代码去，此处起始地址定义为0xBFC00000（同_RESET_ADDR一样），代码长度为1K多，用于提供因复位而产生异常；
   kseg0_boot_mem-----启动代码区，此处起始地址定义为0x9FC00490,代码段长为2k多，用于存放startup代码。
   exception_mem------异常区，此处起始地址为0x9FC01000，代码长度为4K，用于存放异常向量。
        debug_exec_mem-----调试异常区，此处起始地址为0xBFC02000，代码长度接近4k.
        config地址区
        kseg1_data_mem-----内核段1的数据区，起始地址为0xA0000000，空间长度为32k。
        sfrs---------------特殊功能寄存器区。
    在elf32pic32mx.x文件中可以看到，链接器将section放置到上述规划区域内。


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