[ARM] Optymalizacja pamięci RAM w ARM7TDMI z FreeRTOS - unikanie Data Abort

Question

Witam Używam do celów testowych uk z rdzeniem ARM7TDMI flash 32kB RAM 8KB. Niestety nie są to porażające wartości stąd chciałbym możliwie optymalnie je wykorzystać przed ew. zmianą uk. Bardzo często program ląduje w uchwycie ldr pc, =Data_Abort_Handler // Data Abort exception ... Inicjalizacja...

michalko12 · Accepted Answer

Ale ty wiesz że te 3000 to jest 12kB?

nsvinc · Accepted Answer

Ja mam na tzw. śmietniku historii pcb z:
- dwa STM32F103ZET6 połączone ze sobą podwójnym SPI
- jeden z procków ma 4MB ramu na FSMC
- drugi ma 256kSłów na FSMC
- na PCB leży S1D13513 + 4MB SDRAM
- kontroler ethernetu ENC28j60
- dekoder adresów FSMC
- dekoder CSów SPI1/SPI2
- slot SD/MMC
- kontroler touchpanela Analog Devices (nie pamietam oznaczenia)
- CAN
..i pare innych. Mogę komuś to sprzedać ;] (w komplecie schemat i pcb w altiumie)
Ta płytka to poprodukcyjny złom.

Promuję tematy:
11.10.2023 [Zamienię/Kupię] ZX Spectrum na terenie Warszawy - Testowanie emulatora w komputerze przemysłowym

Freddie Chopin · Accepted Answer

Czy jesteś pewny, że układ zawsze jest w trybie supervisor? Próbowałeś dać jakąś niewielką ilość stosu dla innych trybów (szczególnie ostatniego)?

Tak swoją drogą, to lądowanie w data abort niekoniecznie jest związane ze stosami - wystarczy zła wartość wskaźnika i próba odczytu z nieistniejącego adresu.

4\/3!!

Promuję tematy:
07.03.2015 [C++11][Cortex-M3/M4] - distortos - obiektowy RTOS dla mikrokontrolerów w C++
10.02.2013 bleeding-edge-toolchain - kolejny toolchain dla ARM

ginar · Answer

W dokumentacji jest napisane, że configTOTAL_HEAP_SIZE jest w B, a więc 3000=3kB

The total size (in bytes) of the array is set by the definition configTOTAL_HEAP_SIZE within
FreeRTOSConfig.h.

michalko12 · Answer

Ok zgadza się, pomyliło mi się z wielkościami stosów podawanych przy tworzeniu tasków

ginar · Answer

Ponawiam pytanie- w jaki sposób ocenić czy pamięć RAM jest niewystarczająca (oczywiście pod FreeRtosem). Korzystam z debbugera od Freddiego, eclips + openocd. Istnieje może jakaś nakładka umożliwiająca podgląd pamięci RAM coś jak pod AVR studio?

BTW:
Asekuracyjnie przymierzam się do zmiany uk na coś o większym RAM - LPC17x (cortex-m3)
Moglą koledzy polecić jakiegoś (polskiego) dostawce bo z tego co widzę tylko tutaj http://www.futureelectronics.com/en/Search.as...k:PartNumberSearch|lpc177|1|,Ny:True,Nea:True
mają i akurat bez ceny.

michalko12 · Answer

FreeRTOS udostępnia funkcję, która sprawdza stan stosów i to w dwóch wersjach.
Jeśli nastąpi przepełnienie stosu któregokolwiek taska wtedy RTOS wywołuje callbacka.
W demach są też przykłady z wyświetlaniem stanu tasków w tym stosów poprzez http.

ginar · Answer

Wszystko pracuje w trybie supervisor poprzez dodanie do standardowego startup'a ostatniej liniki w poniższym kodzie:

/*
+-----------------------------------------------------------------------------+
| Stack setup
+-----------------------------------------------------------------------------+
*/

	// after reset the core is in Supervisor mode with IRQ & FIQ disabled
	ldr   sp, =__supervisor_stack_end;				// set the stack for Supervisor mode
	msr   CPSR_c, #FIQ_MODE | CPSR_I | CPSR_F		// switch to FIQ mode, IRQ & FIQ disabled
	ldr   sp, =__fiq_stack_end;						// set the stack for FIQ mode
	msr   CPSR_c, #IRQ_MODE | CPSR_I | CPSR_F 		// switch to IRQ mode, IRQ & FIQ disabled
	ldr   sp, =__irq_stack_end;						// set the stack for IRQ mode
	msr   CPSR_c, #ABORT_MODE | CPSR_I | CPSR_F		// switch to Abort mode, IRQ & FIQ disabled
	ldr   sp, =__abort_stack_end;					// set the stack for Abort mode
	msr   CPSR_c, #UNDEFINED_MODE | CPSR_I | CPSR_F	// switch to Undefined mode, IRQ & FIQ disabled
	ldr   sp, =__undefined_stack_end;				// set the stack for Undefined mode
	msr   CPSR_c, #SYSTEM_MODE					 	// switch to System mode, IRQ & FIQ enabled
	ldr   sp, =__user_system_stack_end;				// set the stack for User and System mode


	/* We want to start in supervisor mode.  Operation will switch to system
	mode when the first task starts. */
	msr   CPSR_c, #SUPERVISOR_MODE|CPSR_I|CPSR_F
/*
+-----------------------------------------------------------------------------+
| Branch to low_level_init_0() function (.data and .bss are not initialized!)
+-----------------------------------------------------------------------------+
*/

Przyczyną problemu okazuje się być struktura która zostaje przekazywana do funkcji jako parametr.
A więc po kolei 8kB jest dzielone na..
W pliku FreeRtosConfig.h rozmiar stosu dla tasków

#define configTOTAL_HEAP_SIZE		( ( size_t ) 3500)

(poniżej tego funcka xTaskCreate() nie utworzy wszystkich tasków)
zostaje 4,5kB. Każdy z tasków ma wystarczającą dla siebie pamięć: uxTaskGetStackHighWaterMark zawsze zwraca kilkanaście wolnych B.
W pewnym tasku jest wywoływana funkcja która otrzymuje w argumencie strukture tego typu (nie ważne co zawiera -ważny jest jedynie rozmiar tej struktury- struktura jest globalna):


typedef struct
{

		uint16_t param1;
		uint8_t param2;
		uint16_t param3;
		uint16_t param4;
		uint8_t param5;
		//uint8_t param6;

}StructTest;

StructTest test={4,4,4,4,4};
funkcjaTest( test);

w takim przypadku to co zostaje przesłane do funkcji funkcjaTest zgadza się z rzeczywistością. Jednak wystarczy zwiększyć strukturę o ostatni parametr (tutaj będzie to 1B) a to co zostaje przesłane do funkcji to jakies śmieci (tj. lokalna struktura na stosie zamiast być kopią struktury test- zawiera jakieś śmieci ).

Pierwsze co przychodzi na myśl to za mały rozmiar stosu. Jak juz wszesniej pisałem zmiana __supervisor_stack_size nie przynosi żadnego rezultatu. Nawet rozmiar 0 działa tak samo jak __supervisor_stack_size = 200;

__undefined_stack_size = 0;
__supervisor_stack_size = 200;
__abort_stack_size = 0;
__fiq_stack_size = 0;
__irq_stack_size = 128;
__user_system_stack_size = 0;

Testowałem to samo na PC - tam bez dziwnych niespodzianek.

Freddie Chopin · Answer

Wpisuj rozmiary stosów podzielne przez 8. Rozmiary stosów dla tasków też. Przypuszczalnie problem jest z wyrównaniem. 4\/3!!

ginar · Answer

Poustawiałem stosy tasków i przerwań na liczby będące wielokrotnością 8.Wszystkie pola struktury zmieniłem na typ int aby kompilator nie próbował wyrównywać danych w obrębie struktury. Poniżej
test - globalna struktura
xx- jej kopia przesłana do funkcji (kopia na stosie):

dalej funkcja otrzymuje zaśmieconą kopie - aczkolwiek widać jakąś zależnosć. hmm...

Freddie Chopin · Answer

Podejrzyj w dezassemblacji moment wywołania tej funkcji i zdebugguj dokładne wartości wskaźnika stosu w tym momencie. Przy takim rozmiarze struktury przekazywana jest ona przez stos. Jak była mniejsza to działało, bo była przekazywana przez rejestry.

4\/3!!

michalko12 · Answer

Pierwsze 4 zmienne mogą być przekazywane przez rejestry.

ginar · Answer

Tak, w rejestrach r0 r1 r2 r3 znajdują sie odpowiednio brakujące dane tj 0 1 2 3 reszta danych jest pchana na stos. Poniżej fragment początkowy w asm tej funkcji Kod: text Rozwiń Zaznacz wszystko Kopiuj do schowka176       {           softSPI_CallBack_Device_00_: 00001924:   sub sp, sp, #16 ; 0x10 00001928:   push {r11}              ; (str r11,  !) 0000192c:   add r11, sp, #0 ; 0x0 00001930:   sub sp, sp, #12 ; 0xc 00001934:   add r12, r11, #4        ; 0x4 00001938:   stm r12, {r0, r1, r2, r3} // tutaj sp=0x40000c20

Freddie Chopin · Answer

Jakiego kompilatora używasz, jakie opcje kompilacji? 4\/3!!

ginar · Answer

Sourcery G++ Lite sprawdziłem teraz na -OS wczesniej był -O0 w obu efekty te same tj. pierwsze 4 brakujące argumenty sa w rejestrach

michalko12 · Answer

Czemu nie przekazujesz tej struktury przez wskaźnik?

ginar · Answer

pewnie i tak w ostateczności zrobię ale ta sprawa znowu trafi do archiwum x ----- Zamieniłem poprzednią funkcję tak aby przyjmowała tyle samo bajtów co poprzednia struktura tylko w formie rozłożonej Kod: text Rozwiń Zaznacz wszystko Kopiuj do schowkavoid softSPI_CallBack_Device_00_(int x0,int x1,int x2,int x3,int x4,int x5,int x6,int x7,int x8,int x9,int x10,int x11,int x12) i co ciekawe poprzez rejestry r0-r4 także są przesyłane pierwsze 4 argumenty ale po wejściu do tej funkcji wszystkie parametry są ok czyli reszta przez stos dotarła ok. Póki co wychodzi na to, że strukturę można przesyłać nie większą niż to co zdołają pomieścić r0-r4.

michalko12 · Answer

Napisz taka funkcję typ funkcja( int, int,int,int, struct) i będzie ok

ginar · Answer

taki szczególny przypadek działa bo struktura nie jest dzielona przy przesyłaniu. Przesyłanie i odbiór w asm dla
wersji: softSPI_CallBack_Device_00_(6,6,6,6,test); wszystko ok

przesyłanie: 
23        softSPI_CallBack_Device_00_(6,6,6,6,test);
000020b8:   ldr r3, [pc, #68]       ; 0x2104 <enc28j60Init+88>
000020bc:   mov lr, sp
000020c0:   mov r12, r3
000020c4:   ldm r12!, {r0, r1, r2, r3}
000020c8:   stmia lr!, {r0, r1, r2, r3}
000020cc:   ldm r12!, {r0, r1, r2, r3}
000020d0:   stmia lr!, {r0, r1, r2, r3}
000020d4:   ldm r12!, {r0, r1, r2, r3}
000020d8:   stmia lr!, {r0, r1, r2, r3}
000020dc:   ldr r3, [r12]
000020e0:   str r3, [lr]
000020e4:   mov r0, #6      ; 0x6
000020e8:   mov r1, #6      ; 0x6
000020ec:   mov r2, #6      ; 0x6
000020f0:   mov r3, #6      ; 0x6

odbiór:
          softSPI_CallBack_Device_00_:
00001924:   push {r11}              ; (str r11, [sp, #-4]!)
00001928:   add r11, sp, #0 ; 0x0
0000192c:   sub sp, sp, #28 ; 0x1c
00001930:   str r0, [r11, #-16]
00001934:   str r1, [r11, #-20]
00001938:   str r2, [r11, #-24]
0000193c:   str r3, [r11, #-28]

softSPI_CallBack_Device_00_(test,6,6,6,6); śmieci

przesyłanie:
 23       softSPI_CallBack_Device_00_(test,6,6,6,6);
000020b8:   ldr r4, [pc, #80]       ; 0x2110 <enc28j60Init+100>
000020bc:   mov r3, #6      ; 0x6
000020c0:   str r3, [sp, #36]
000020c4:   mov r3, #6      ; 0x6
000020c8:   str r3, [sp, #40]
000020cc:   mov r3, #6      ; 0x6
000020d0:   str r3, [sp, #44]
000020d4:   mov r3, #6      ; 0x6
000020d8:   str r3, [sp, #48]
000020dc:   mov lr, sp
000020e0:   add r12, r4, #16        ; 0x10
000020e4:   ldm r12!, {r0, r1, r2, r3}
000020e8:   stmia lr!, {r0, r1, r2, r3}
000020ec:   ldm r12!, {r0, r1, r2, r3}
000020f0:   stmia lr!, {r0, r1, r2, r3}
000020f4:   ldr r3, [r12]
000020f8:   str r3, [lr]
000020fc:   ldm r4, {r0, r1, r2, r3}

odbiór:
          softSPI_CallBack_Device_00_:
00001924:   sub sp, sp, #16 ; 0x10
00001928:   push {r11}              ; (str r11, [sp, #-4]!)
0000192c:   add r11, sp, #0 ; 0x0
00001930:   sub sp, sp, #12 ; 0xc
00001934:   add r12, r11, #4        ; 0x4
00001938:   stm r12, {r0, r1, r2, r3}

Freddie Chopin · Answer

Pytałem o konkretną wersję kompilatora. Zrób w linii komend arm-none-eabi-gcc --version i wrzuć to co wypisze. 4\/3!!

ginar · Answer

(Sourcery G++ Lite 2009q1-161) 4.3.3

Freddie Chopin · Answer

No to chyba widzisz, że to wersja sprzed dwóch lat? (; Zainstaluj sobie nową. 4\/3!!

ginar · Answer

W tym przypadku rzeczywiście zmiana kompilatora na wersje 2010 rozwiązała problem . Wersja z 2011 wyrzuca błąd oczywiście ścieżki i path są take same.

Freddie Chopin · Answer

Może trzeba włączyć jakąś kompatybilność z czymś or sth? 4\/3!!

[ARM] Optymalizacja pamięci RAM w ARM7TDMI z FreeRTOS - unikanie Data Abort

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Post #15

Post #16

Post #17

Post #18

Post #19

Post #20

Post #21

Post #22

Post #23

Post #24

Post #25

Podsumowanie tematu