Freescale 16位單片機(jī)的地址映射
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INTO ROM_C000 ;
OTHER_ROM INTO PAGE_FE, PAGE_FC, PAGE_FB, PAGE_FA, PAGE_F9, PAGE_F8;
//.stackstart,
SSTACK,
//.stackend,
PAGED_RAM,
DEFAULT_RAM
INTO RAM;
DISTRIBUTE DISTRIBUTE_INTO
ROM_4000, PAGE_FE, PAGE_FC, PAGE_FB, PAGE_FA, PAGE_F9, PAGE_F8;
CONST_DISTRIBUTE DISTRIBUTE_INTO
ROM_4000, PAGE_FE, PAGE_FC, PAGE_FB, PAGE_FA, PAGE_F9, PAGE_F8;
DATA_DISTRIBUTE DISTRIBUTE_INTO
RAM;
//.vectors INTO OSVECTORS;
END
ENTRIES
//_vectab OsBuildNumber _OsOrtiStackStart _OsOrtiStart
END
STACKSIZE 0x100
VECTOR 0 _Startup
//VECTOR 0 Entry
//INIT Entry
1 .prm 文件組成結(jié)構(gòu)
按所含的信息的不同.prm文件有六個(gè)組成部分構(gòu)成，這里僅討論和內(nèi)存空間映射關(guān)系緊密的三個(gè)部分，其他的不做討論。
· SEGMENTS … END
定義和劃分芯片所有可用的內(nèi)存資源，包括程序空間和數(shù)據(jù)空間。一般我們將程序空間定義成ROM，把數(shù)據(jù)空間定義成RAM，但這些名字都不是系統(tǒng)保留的關(guān)鍵詞，可以由用戶隨意修改。用戶也可以把內(nèi)存空間按地址和屬性隨意分割成大小不同的塊，每塊可以自由命名。例如同樣是RAM，可以使用不同的屬性，使其有復(fù)位后變量清零和不清零之分。
關(guān)于內(nèi)存劃分的具體方法在后面詳解。
· PLACEMENT … END
將指派源程序中所定義的各種段，如數(shù)據(jù)段DATA_SEG、CONST_SEG和代碼段CODE_SEG 被具體放置到哪一個(gè)內(nèi)存塊中。它是將源程序中的定義描述和實(shí)際物理內(nèi)存掛鉤的橋梁。
· STACKSIZE
定義系統(tǒng)堆棧長度，其后給出的長度字節(jié)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)行修改。堆棧的實(shí)際定位取決于RAM內(nèi)存的劃分和使用情況。默認(rèn)的情況下，堆棧放在RAM區(qū)域的起始部分。當(dāng)然，堆棧的定義不只有這種方式，還可以使用STACKTOP關(guān)鍵字。后面將詳細(xì)討論。
2 內(nèi)存劃分的具體方式
由SEGMENTS開始到END為止，中間可以添加任意多行內(nèi)存劃分的定義，每一行用分號結(jié)尾。定義行的語法型式為：
[塊名] = [屬性1] [屬性2] ，… ，[屬性n] [起始地址] TO [結(jié)束地址];
其中，
· “塊名”的定義和C語言變量定義相同，是以英文字母開頭的一個(gè)字符串，用戶可以自己任意定義塊名。
· “屬性”用戶是不能自己定義的，因?yàn)閷傩悦付松厦嫠f的“塊名”所對應(yīng)的不同的內(nèi)存類型和訪問方式，而不同物理內(nèi)存的類型和訪問方式是一定的。
對于“屬性1”，Codewarrior 5.0中可以有三種不同的類型，對于只讀的Flash-ROM區(qū)屬性一定是READ_ONLY，對于可讀寫的RAM區(qū)屬性可以是READ_WRITE，也可以是NO_INIT。它們兩者的關(guān)鍵區(qū)別是ANSI-C的初始化代碼會把定位在READ_WRITE塊中的所有全局和靜態(tài)變量自動清零，而NO_INIT塊中的變量將不會被自動清零。當(dāng)然只是復(fù)位時(shí)不清零，掉電時(shí)還是清零的，但是對于單片機(jī)系統(tǒng)，變量在復(fù)位時(shí)不被自動清零這一特性有時(shí)是很關(guān)鍵的，在某些應(yīng)用中有特殊的用途。
對于“屬性2 … 屬性n”，根據(jù)上面給出的.prm的范例文件可以看出來，可能的形式有“DATA_FAR”、“DATA_NEAR”、“IBCC_FAR”、“IBCC_NEAR”四種類型。其中，“DATA_FAR”和“DATA_NEAR”相對應(yīng)，當(dāng)內(nèi)存區(qū)域包含變量或者是常量時(shí)（通常是RAM、Flash和EEPROM），必須指明上面兩種屬性中的一種，由于涉及到內(nèi)存的分頁，可以這樣理解：“DATA_FAR”屬性指定的內(nèi)存塊為可以保存數(shù)據(jù)的非固定頁，而“DATA_NEAR”屬性指定的內(nèi)存塊為可以保存數(shù)據(jù)的固定頁；同理“IBCC_FAR”和“IBCC_NEAR”相對應(yīng)，當(dāng)內(nèi)存區(qū)域包含代碼時(shí)（Flash和EEPROM），必須指明上面兩種屬性中的一種，“IBCC_FAR”屬性指定的內(nèi)存塊為可以保存代碼的非固定頁，而“IBCC_NEAR”屬性指定的內(nèi)存塊為可以保存代碼的固定頁
討論到這里，細(xì)心的讀者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在上面的.prm文件范例中，RAM的屬性有“DATA_FAR”和“DATA_NEAR”兩種，F(xiàn)lash的屬性中也是四種都有，但是EEPROM中卻只有“DATA_FAR”和“IBCC_FAR”兩種，這正好驗(yàn)證了上一篇文章（飛思卡爾16位單片機(jī)的資源配置）中所提到的，RAM、Flash中都有固定頁，但是EEPROM中全部是非固定頁。
· 起始地址和結(jié)束地址決定了一內(nèi)存塊的物理位置，對于固定頁，用4位16進(jìn)制數(shù)表示，而對于非固定頁，則用6位16進(jìn)制表示，多出來的兩位其實(shí)是寄存器EPAGE、RPAGE或PPAGE的值，可見，對于分頁的資源，是通過寄存器（EPAGE、RPAGE或PPAGE）和16位的地址總線的組合來進(jìn)行尋址的。
“TO”是系統(tǒng)保留的關(guān)鍵字，必須大寫。
下面，根據(jù)上面范例提供的內(nèi)容，舉幾個(gè)例子：
例1 RAM = READ_WRITE DATA_NEAR 0x2000 TO 0x3FFF;
上面這句話的意思是：分配0x2000-0x3FFF的區(qū)域的塊名為“RAM”（當(dāng)然可以定義別的名稱），由上一篇文章而知，這一區(qū)域的物理內(nèi)存的性質(zhì)為RAM，屬性應(yīng)該為“READ_WRITE”，并且這一區(qū)域中的兩頁都為固定頁，所以為“DATA_NEAR”。
例2 將8K字節(jié)RAM的后面4K字節(jié)定義成非自動清零的數(shù)據(jù)保留區(qū)，則應(yīng)如下定義：
SEGMENTS
……
RAM = READ_WRITE DATA_NEAR 0x2000 TO 0x2FFF;
RAM_NO_INIT = NO_INIT DATA_NEAR 0x3000 TO 0x3FFF;
……
END
注意，各部分RAM的分配地址不應(yīng)該存在重疊的部分，否則會發(fā)生錯(cuò)誤。
例3 EEPROM_00 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x000800 TO 0x000BFF;
XS128單片機(jī)中的EEPROM由Data-Flash模擬，所以屬性為READ_ONLY。EEPROM全部為非固定頁，所以用“DATA_FAR”、“IBCC_FAR”。后面的起始地址和結(jié)束地址分別為6位的16進(jìn)制數(shù)，前兩位的“00”實(shí)質(zhì)指的是EEPROM分頁寄存器EPAGE的值為0x00。
用SEGMENTS只是從單片機(jī)的物理內(nèi)存這一角度對其進(jìn)行空間劃分。源程序本身并不知道物理內(nèi)存被分割和屬性定義的這些細(xì)節(jié)。它們兩者之間必須通過下面的PLACEMENT建立聯(lián)系。
3 程序段和數(shù)據(jù)段的放置
PLACEMENT-END內(nèi)所描述的信息是告訴連接器源程序中所定義的各類段應(yīng)該被具體放置到哪一個(gè)內(nèi)存塊中去。其語法型式為：
[段名1], [段名2]，... ， [段名n] INTO [內(nèi)存塊名1]，[內(nèi)存塊名2]，… ，[內(nèi)存塊名n];
和
[段名1], [段名2]，... ， [段名n] DISTRIBUTE_INTO [內(nèi)存塊名1]，[內(nèi)存塊名2]，… ，[內(nèi)存塊名n];
其中
· 段名就是在源程序中用“#pragma”聲明的數(shù)據(jù)段、常數(shù)段或代碼段的名字。如果用缺省名“DEFAULT”，則默認(rèn)的數(shù)據(jù)段名為DEFAULT_RAM，代碼段和常數(shù)段名為DEFAULT_ROM。若程序中定義的段名沒有在PLACEMENT中提及，則將被視同為DEFAULT。幾個(gè)相同性質(zhì)但不同名字的段可以被放置到同一個(gè)內(nèi)存塊中，相互之間用逗號分隔。
· INTO 是系統(tǒng)保留的關(guān)鍵詞，在這里為“放入”的意思。
· DISTRIBUTE_INTO 也是系統(tǒng)的保留關(guān)鍵字。Codewarrior 具有內(nèi)存自動優(yōu)化的功能，但是在“Small memory”模式中，這種功能不會被啟用，只有當(dāng)16-bit的地址空間不能存放下所有的變量和代碼時(shí)，才會啟用這種功能。
在SEGMENTS-END區(qū)域中，當(dāng)在內(nèi)存模塊的屬性中加上“DATA_FAR”、“DATA_NEAR”、“IBCC_FAR”、“IBCC_NEAR”四種屬性中的任何一種時(shí)，那么在PLACEMENT-END區(qū)域中，就需要指定段名“DISTRIBUTE”, “CONST_DISTRIBUTE”, “DATA_DISTRIBUTE”（系統(tǒng)默認(rèn)的，非關(guān)鍵字，用戶可以自行更改）所分配的內(nèi)存空間，這就需要使用“DISTRIBUTE_INTO”關(guān)鍵字。
關(guān)于內(nèi)存自動優(yōu)化功能，可以參考freescale的官方技術(shù)手冊“TN 262.pdf”。
· 內(nèi)存塊名就是前面介紹的用SEGMENTS劃分好的不同的內(nèi)存塊名字。
利用這樣直觀的定位描述文本可以方便靈活的將數(shù)據(jù)或代碼定位到芯片內(nèi)存任意可能的位置，實(shí)現(xiàn)某些特殊目的的應(yīng)用。
下面的例子，說明了各種段名、PLACEMENT 和SEGMENTS之間的對應(yīng)關(guān)系。
例4 定義非自動清零的數(shù)據(jù)段
SEGMENTS
……
RAM = READ_WRITE DATA_NEAR 0x2000 TO 0x2FFF;
RAM_NO_INIT = NO_INIT DATA_NEAR 0x3000 TO 0x3FFF;
……
END
PLACEMENT
……
DATA_PERSISTENT INTO RAM_NO_INIT;
……
END
//源程序編寫：
#pragma DATA_SEG DATA_PERSISTENT //定義復(fù)位時(shí)非自定清零數(shù)據(jù)段
byte sysState;
#pragma DATA_SEG DEFAULT
4 堆棧的設(shè)置
關(guān)于堆棧的設(shè)置，Codewarrior提供了兩種方式：“STACKSIZE”命令方式和“STACKTOP”命令方式。這兩種方式在同一個(gè).prm文件中，不能同時(shí)存在。當(dāng)用戶只關(guān)心堆棧的大小而不關(guān)心堆棧的存放位置時(shí)，推薦使用STACKSIZE方式。
系統(tǒng)默認(rèn)的方式為使用STACKSIZE方式。
STACKSIZE命令方式：
當(dāng)使用STACKSIZE命令方式時(shí)，如果在PLACEMENT-END部分聲明了“SSTACK INTO RAM”，這樣的話，堆棧區(qū)就被放在RAM區(qū)域的起始部分，下面的例子說明了這種方式：
例5
SEGMENTS
……
RAM = READ_WRITE DATA_NEAR 0x2000 TO 0x3FFF;
……
END
PLACEMENT
……
SSTACK, PAGED_RAM, DEFAULT_RAM INTO RAM;
……
END
STACKSIZE 0x100
上面的例子將堆棧區(qū)域存放的地址為0x20FF-0x2000,初始的堆棧指針指向棧頂?shù)刂?x20FF。
相反，如果在PLACEMENT-END部分沒有聲明“SSTACK INTO RAM”，則堆棧被分配在RAM區(qū)域中已分配空間的后面。請參見例6。
例6
SEGMENTS
……
RAM = READ_WRITE DATA_NEAR 0x2000 TO 0x3FFF;
……
END
PLACEMENT
……
PAGED_RAM, DEFAULT_RAM INTO RAM;
……
END
STACKSIZE 0x100
在這個(gè)例子中，如果RAM區(qū)域中已經(jīng)分配的變量占用了4個(gè)字節(jié)（從0x2000到0x2003），則堆棧放在這四個(gè)字節(jié)的后面，從0x2103到0x2004，初始的堆棧指針指向0x2103。
STACKYOP命令方式：
當(dāng)使用STACKTOP命令方式時(shí)，如果在PLACEMENT-END部分聲明了“SSTACK INTO RAM”，同樣，堆棧區(qū)就被放在RAM區(qū)域的起始部分，初始的棧頂則由STACKTOP指定。若沒有相應(yīng)的聲明，則初始的棧頂由STACKTOP指定，而堆棧的大小則根據(jù)處理器的不同由編譯器自行設(shè)定，其大小足夠裝下處理器的PC寄存器的值。
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