深入解析Tricore的Tasking链接文件

汽车ECU开发 2024-11-12 482

描述

1.链接文件有什么用？

2.文件结构和语法解析

2.1 文件结构

2.2 语法解析

3.小结

玩惯了ld文件，突然让搞lsl文件，被其中花里胡哨的语法搞晕了，例如：

memory cpu0_dlmu
{
   mau = 8;
   size = 64k;
   type = ram;
   map     cached (dest=bus:sri, dest_offset=0x90000000, size=64k);
   map not_cached (dest=bus:sri, dest_offset=0xb0000000, size=64k,priority=8);
}

虽然这个字面意思写的很清楚，但是在链接器实际运行时有什么不一样吗，mau、priority具体表示什么？因此有必要搞一搞其底层原理。编译原理这里就不多谈了，咱们直接从链接器开始走起。

1.链接文件有什么用？

Tasking 链接器将Linker和Locator集合到一起， Linker阶段主要把 .o文件、lib文件组合成一个可重定位的对象文件，例如.out；Locator主要用于给上述.out文件重新分配绝对地址，并生成目标处理器的文件，例如elf、hex、s19等，总体流程如下图：

在连接过程中，lsl(Linker Script Language)文件起到了非常关键的作用：

确定当前目标处理的内核硬件架构，例如逻辑地址和物理地址的偏移等；

确定当前系统的memory位置，例如RAM、ROM首地址和长度等；

确定代码数据放到memory的什么位置，这也是我们主要关心的点，控制数据代码到指定位置；

有了上述基本了解，我们来看看lsl的一些关键语法。

2.文件结构和语法解析

2.1 文件结构

lsl链接文件主要包含如下几个部分：

内核架构的定义：帮助linker将目标内核的逻辑地址转换为物理地址，可能还包括中断向量表、栈的定义等，一般来说编译器会把这个定义好，例如tc1v1_6_2.lsl；

派生的定义：主要是用于描述内部总线定义、memeory定义等；

处理器的定义：用于定义单核还是多核，以及对应内核实例

段的定义：控制自定义段的具体位置

框架如下如下：

2.2 语法解析

首先来看几个最常见到但是没有关心过的关键字，以开头代码为例：

mau：Minimal Addressable Units，最小可寻址单元，对Tricore来说就是1 byte，对应数字 8；

type：指定memory类型，常见的如rom，ram，nvram(任意时刻都可以修改)，blockram

map：该关键字将源地址转为目的地址，具体映射关系如下：

space => space

space => bus

bus => bus

memory => bus

上述几个关键字接下来我们就来分析几个常用的语法。 定义memory的基本格式如下：

memory mem_name
{
    type = xx;
    mau = xx;
    size = 64k;
    map map_name ( map_description );
}

以定义TC3xx CPU0 DSPR的空间为例，代码如下：

memory dsram0 // Data Scratch Pad Ram
 {
   mau = 8;
   size = 240k;
   type = ram;
   map (dest=busfpi_bus, dest_offset=0xd0000000, size=240k, priority=8);
   map (dest=bus:sri, dest_offset=0x70000000, size=240k);
}

mau = 8，表示最小寻址单位为1 byte；整块memory为240k，属于ram类型；比较好玩的是下面两块map，我们来看第一个：

map (dest=busfpi_bus, dest_offset=0xd0000000, size=240k, priority=8)

目的地是Tricore 0 的FPI 总线，偏移为0xd0000000，size为240k，优先级为8；我们回过头看TC3xx的手册，会发现CH、DH这个Segment是保留的，这就奇怪了，链接文件为什么要定义这个东西？直觉告诉我这个可能和Tricore寻址方式有关系。 fpi_bus用于将CPU等连接至中低带宽外设，对应具体实例为SPB(系统外设额总线)、BBB(ADAS domain相关)，位宽32bit；如下图：

其次，针对CHDH的用途在map中也给出体现，如下

我们继续翻看5.3.6.1.1章节，详细描述了本地和全局寻址方式。核内DSPR位置始终为0xD0000000，PSPR为0xC000000，可以理解这是本地地址；而在多核系统中，根据Core ID，PSPR和DSPR分别对应1-7H，这就是所谓的全局地址，如下：

但是，还有但是，CPU始终是用全局进行总线传输，意味着即使CPU0从本地DSPR拿数据，仍然使用是的7000000的地址。所以紧接着定义了关于多核globle的map，如下：

map (dest=bus:sri, dest_offset=0x70000000, size=240k);

那么在链接的时候，linker如何知道用0x7开头还是0xd开头的呢？根据后面的priority优先级来定。在测试优先级的时候，上面关于DSPR的例子举的不好，因为不管我怎么调优先级都还是用的global地址，除了在调试时将某些指定到本地地址，如下：

所以换个DLMU来搞，cpu0_dlmu memory定义如下：

memory cpu0_dlmu
{
    mau = 8;
    size = 64k;
    type = ram;
    map     cached (dest=bus:sri, dest_offset=0x90000000, size=64k);
    map not_cached (dest=bus:sri, dest_offset=0xb0000000, size=64k);
}

我们将变量放到cpu0dlmu0，在不设置优先级的情况下，编译结果如下：

将not_cached地址优先级提高，结果如下：

这里我们基本可以得出结论：数值越高，优先级越高。我们将cached ot_cached的代码互换位置，优先级不变，结果如下：

这就很神奇了，好像不是优先级相同，先到先得，而是默认为cached，这是为什么呢？我们就从这个变量放置的段来找答案，对于section的定义，有两种关键词： section_setup：定义堆栈、copy、table、启动地址等等

section_setup ::my_space
{
    reserved address range
    stack definition
    heap definition
    copy table definition
    start address
    space reference restrictions
    input section modifications
    section reference restrictions
    MPU data table
}

section_layout：定义一个或者多个section，并赋予section一个地址空间，可以指定运行地址、加载地址，section空间大小等等；可以这样理解，我们写的代码、数据存放位置是在linker里lsl里的section指定，在车规中常常会会将标定数据、信息安全数据等放置到特定位置，因此掌握这部分内容是比较重要的。实例如下：