[参考译文] TMS320F28388D：将 memcpy 移动到 RAM -测量执行时间

memcpy 函数不能是输出段.TI.ramfunc 的一部分。  这是因为它用于将 .TI.ramfunc 从闪存复制到 RAM。  它必须是 不同输出段的一部分。  包含 memcpy 的输出段只能分配给一个存储器范围。  它被加载到该存储器范围中、并从该范围运行。  您可能希望将包含 memcpy 的输出段分配到存储器的最快部分。

请告诉我这些建议是否能解决问题。

谢谢、此致、

乔治

您好、George、

我创建了一个名为 innoMemcopy 的函数、该函数与 memcpy 函数相同、但由于您在上面写的内容(memcpy 用于复制.TI.ramfunc)、因此刚刚重命名。 我的问题是不同的：

为什么函数 memcpy (驻留在闪存上)的执行时间比 innoMemcpy 函数(驻留在 RAM 上)更快、无论 我在上面发布的第二张图片中使用哪种 pragma。 我所谈论的是：

#pragma FUNCTION_OPTIONS (innoMemcpy、"-opt_for_speed")；或 #pragma FUNCTION_OPTIONS (innoMemcpy、"-opt_level=2")；

谢谢、

Inno

您好！

您是否从 TI 库复制了相同的函数？  

此致、

Vivek Singh

是的、我是这样做的。 我首先检查了 memcpy 函数所在的映射文件：

然后、我打开文件并将其复制到我的项目中：

您可以将上面的图片与我最初发布的第一张图片进行比较。

谢谢、

Inno

是否可以向我发送我可以在我的设置中运行的示例 CCS 项目？  

您好、Vivek Singh、

您可以在简单的 LED 闪烁示例程序中轻松重现此问题。 我可以为您提供代码、您只需将其复制到示例项目即可。

首先、我在 TMDSCNCD28388D 评估 板上运行代码、并从 C2000器件产品中导入 CPU1/CM 闪烁 LED 示例。 我在配置闪存中编译了闪烁 LED CPU1项目、请参阅此处：

我使用 CPU1计时器1进行时间测量。

在 main()函数之前添加以下代码

#define MEMCOPY_DEBUG_CODE 1

#if MEMCOPY_DEBUG_CODE == 1

#pragma CODE_SECTION(innoMemcpy, ".TI.ramfunc");
#pragma FUNCTION_OPTIONS(innoMemcpy,"--opt_for_speed");
//#pragma FUNCTION_OPTIONS(innoMemcpy,"--opt_for_space");
//#pragma FUNCTION_OPTIONS(innoMemcpy,"--opt_level=2");
void *innoMemcpy(void *to, const void *from, size_t n)
{
     register char *rto   = (char *) to;
     register char *rfrom = (char *) from;
     register unsigned int rn;
     register unsigned int nn = (unsigned int) n;

     /***********************************************************************/
     /*  Copy up to the first 64K. At the end compare the number of chars   */
     /*  moved with the size n. If they are equal return. Else continue to  */
     /*  copy the remaining chars.                                          */
     /***********************************************************************/
     for (rn = 0; rn < nn; rn++) *rto++ = *rfrom++;
     if (nn == n) return (to);

     /***********************************************************************/
     /*  Write the memcpy of size >64K using nested for loops to make use   */
     /*  of BANZ instrunction.                                              */
     /***********************************************************************/
     {
        register unsigned int upper = (unsigned int)(n >> 16);
        register unsigned int tmp;
        for (tmp = 0; tmp < upper; tmp++)
        {
           for (rn = 0; rn < 65535; rn++)
           *rto++ = *rfrom++;
           *rto++ = *rfrom++;
           }
     }

     return (to);
}

uint16_t myMemcpyBuff[40];
uint16_t myInnoMemcpyBuff[40];

// The elements of the struct hold the CPU Timer 1 value in raw counts (200[MHz])
struct ExecutionTimeMeasurement
{
    int32_t s32_time_at_start_of_function;      // Time at start of function
    int32_t s32_prev_time_at_start_of_function; // Previous time at start of function
    int32_t s32_current_sample_time;            // Current sample rate of the task
    int32_t s32_current_execution_time;         // Current execution time
    int32_t s32_max_execution_time;             // maximum execution time
};

volatile struct ExecutionTimeMeasurement memcpy_ExecutionTime = {0, 0, 0, 0, 0};
volatile struct ExecutionTimeMeasurement innoMemcpy_ExecutionTime = {0, 0, 0, 0, 0};

#endif

在进入无限循环之前在主函数内部启用 CPU 定时器1作为自由运行计数器(for (；；)：

    // *****************************************************************************
    // Here we set up TIMER 1 as a free running timer for time measurement purposes.
    // *****************************************************************************
    // enable timer 1 to free run, can be read via: CPUTimer_getTimerCount(CPUTIMER1_BASE);
    //                                              CpuTimer1Regs.TIM.all; when adding the C-files f2838x_XYZ (e.g. f2838x_globalvariabledefs.c, f2838x_gpio.c...) to the project
    // Timer 1 runs per default with 200[MHz] system clock speed and counts down.
    CPUTimer_setPeriod(CPUTIMER1_BASE, 0xFFFFFFFF); // Initialize timer period to maximum
    CPUTimer_setPreScaler(CPUTIMER1_BASE, 0); // Initialize pre-scale counter to divide by 1 (SYSCLKOUT)
    CPUTimer_stopTimer(CPUTIMER1_BASE); // Make sure timer is stopped
    CPUTimer_reloadTimerCounter(CPUTIMER1_BASE); // Reload all counter register with period value
    CPUTimer_startTimer(CPUTIMER1_BASE); // start timer (counts down)

现在、在无限循环中添加时间测量代码：

#if MEMCOPY_DEBUG_CODE == 1

        memcpy_ExecutionTime.s32_time_at_start_of_function = CPUTimer_getTimerCount(CPUTIMER1_BASE);
        memcpy_ExecutionTime.s32_current_sample_time = memcpy_ExecutionTime.s32_prev_time_at_start_of_function - memcpy_ExecutionTime.s32_time_at_start_of_function;
        memcpy_ExecutionTime.s32_prev_time_at_start_of_function = memcpy_ExecutionTime.s32_time_at_start_of_function;

        // Memcopy 40 words from CM to CPU1 MSG RAM 0
        memcpy(&myMemcpyBuff[0], (const void *)0x38000, (size_t)sizeof(myMemcpyBuff));

        memcpy_ExecutionTime.s32_current_execution_time = memcpy_ExecutionTime.s32_time_at_start_of_function - CPUTimer_getTimerCount(CPUTIMER1_BASE);
        if(memcpy_ExecutionTime.s32_current_execution_time > memcpy_ExecutionTime.s32_max_execution_time)
        {
            memcpy_ExecutionTime.s32_max_execution_time = memcpy_ExecutionTime.s32_current_execution_time;
        }



        innoMemcpy_ExecutionTime.s32_time_at_start_of_function = CPUTimer_getTimerCount(CPUTIMER1_BASE);
        innoMemcpy_ExecutionTime.s32_current_sample_time = innoMemcpy_ExecutionTime.s32_prev_time_at_start_of_function - innoMemcpy_ExecutionTime.s32_time_at_start_of_function;
        innoMemcpy_ExecutionTime.s32_prev_time_at_start_of_function = innoMemcpy_ExecutionTime.s32_time_at_start_of_function;

        // innoMemcpy 40 words from CM to CPU1 MSG RAM 1
        innoMemcpy(&myInnoMemcpyBuff[0], (const void *)0x38400, (size_t)sizeof(myInnoMemcpyBuff));

        innoMemcpy_ExecutionTime.s32_current_execution_time = innoMemcpy_ExecutionTime.s32_time_at_start_of_function - CPUTimer_getTimerCount(CPUTIMER1_BASE);
        if(innoMemcpy_ExecutionTime.s32_current_execution_time > innoMemcpy_ExecutionTime.s32_max_execution_time)
        {
            innoMemcpy_ExecutionTime.s32_max_execution_time = innoMemcpy_ExecutionTime.s32_current_execution_time;
        }
#endif

您可以在调试器中检查最长执行时间、这对我来说如下：

请注意 、如果计时器1回滚、测量的执行时间仍然正常、因为测量的执行时间、例如变量 memcpy_ExecutionTime.s32_curry_execution_time 内的执行时间也将面临回滚。

另一个意见是 ：从明天到8月11日，我将不在办公室，因此我无法对这一职务作出回应。 也许可以保持该帖子的打开状态、除非 您能够重现问题并找到根本原因？

谢谢、

Inno

Inno、

您是否尝试使用 CCS 分析功能来了解函数的执行时间？ 您可以在以下链接中找到有关此功能的更多详细信息-

https://software-dl.ti.com/ccs/esd/documents/c2000_profiling-on-c28x-targets.html

代码快照中的注释表明您正在将数据从 CM 复制到 CPU1 MSG RAM、但 memcpy 函 数在 CPU1上执行、CPU1只有对 CMtoCPU1 MSG RAM 具有读取权限。 我是否遗漏了什么？

您是否还检查了是否没有中断会中断 innoMemcpy 函数的执行？  

我仍然希望您可以导出 CCS 工程并将其发送给我、因为它不仅涉及 C 代码、还涉及链接器 cmd 文件和编译配置、这将影响执行时间。

此致、

Vivek Singh

HELO Vivek Singh。

1) 1)我还可以在我返回后使用 CCS 的时钟周期测量方法、但在上面的链接中、您还可以找到"在 Sys/BIOS 中进行分析"一章中介绍的我应用的方法。 因此、我看到激励方法没有差异。  

2) 2)我的 memcpy 函数从 CMtoCPU1消息 RAM 中读取数据、并将其复制到 CPU1 RAM 中的变量(例如 RAMLS5存储器)。 这意味着该 memcpy 指令模拟从 CM 到 CPU1的 IPC 数据交换的一部分、因此 CPU1当然必须从只读消息 RAM 存储器中读取数据。

3) 3)我将在接下来的几天内尝试用私人邮件向您提供我的项目。

谢谢、

Inno  

好的、有道理。  

将等待 CCS 项目检查这个。

此致、

Vivek Singh

您好、Vivek Singh、

我相信我的同事已经通过名为'emcpyProjects.zip'的文件中的项目向您发送了该项目。

您是否能够在 CPU1项目中重现问题(请参阅文件'led_ex1_C28x_cm_blinky_cpu1.c')？

谢谢、

Inno

我获得了项目，可以在闪存配置中运行.out，但不确定如何重现问题(BTW，当我尝试编译它时，它给出了错误)。 我应该在该项目中寻找什么？

您好、Vivek Singh、

这很奇怪、我可以毫无问题地编译项目。 要查看的重要代码位于以下散列定义之间：

#if Memcopy_debug_code = 1.

#endif

当我运行项目时、 然后、我连续将40个字从 MSG RAM 复制到一个数组中、一次使用库中的"memcpy"(下图中的第344行)、一次使用相同的函数代码、但只使用不同的名称"innoMemcpy"(下图中的第359行)。 我通过 CPU 定时器1测量最坏情况下的内存复制代码执行时间。  

如下图所示、我在最坏情况下的执行时间得到不同的结果：

尽管我 尽力确保"innoMemcpy"的最大速度：

那么、我该怎么做才能使 "innoMemcpy"像"memcpy"一样快速运行呢？ 正如我说过的、库中的"memcpy"函 数已复制到我的工程中并重命名为"innoMemcpy"、因此"innoMemcpy"和"memcpy"必须包含相同的代码。  

谢谢、

Inno

好的、明天会尝试这个、然后回来。 这是 RAM 编译配置还是闪存？

它在 CPU1_FLASH 编译 配置中编译。

好的、谢谢。 我在发送的工程中具有该.out 文件、以便可以重复使用该文件、但如果我需要重新编译、我将遇到问题。 将会通知您。

或者、您可以 执行以下操作：

1) 1)采用 TMDSCNCD28388D 评估板。

2) 2)从 C200ware 导入工程、例如 ：C：\ti\c2000Ware_3_04_00_00\driverlib\f2838x\examples\C28x_cm\led

3)在配置闪存中编译 CPU1项目(不需要编译 CM 项目)并将我的附加代码移动到该项目。

  a)哈希中的代码定义"#if Memcopy_debug_code =="1"... "#endif"

  b)我将 CPU 定时器1设置为自由运行计数器的几行代码。  

4) 4)将 CPU1项目刷新到板上并运行(同样、不需要 CM 项目)。

我相信您使用的 C2000器件版本无关紧要。

好的、我仍然无法生成此问题。

您好、Vivek Singh、

您是说您尚未运行示例代码、还是运行了示例、但在"Expressions"窗口中看到了相同的时间消耗时间值？

如果您尚未运行该示例(由于缺少时间)、则没有问题。 这种情况对我来说还不是特别紧急。

谢谢、

Inno

我还没有执行你提到的步骤。

您好！

我查看了两个函数的编译代码、这里是我看到的-

memcpy (&myMemcpyBuff[0]、(const void *) 0x38000、(size_t) sizeof (myMemcpyBuff)；

它使用 RPT 循环、因此没有分支指令。

innoMemcpy (&myInnoMemcpyBuff[0]、(const void *) 0x38400、(size_t) sizeof (myInnoMemcpyBuff)；

这里没有 RPT 循环指令。 而是使用分支到自身的指令、这将需要多个周期(4个周期)。 这意味着对于每个副本、第2个函数中都有额外的周期。  

这就是  innoMemcpy 函数谈论更多周期的原因。  

希望这一点很清楚。  

此致、

Vivek Singh

尊敬的 Vivek Singh：

感谢您找到准确的原因。 但是、生成的汇编器当然必须不同、否则就不会进一步解释执行时间的差异(代码所在的位置、RAM 或闪存除外)。 我的问题实际上是一个不同的问题。

memcpy 函数是库中的一些预编译代码。 这意味着 TI 以不同的方式编译了该函数(编译期间很可能是相同的编译器、但具有某些属性)。 我通常很感兴趣的是、尽可能提高我们自己的书面代码的时间效率、因此我想学习一些技巧。

因此，我原来的问题如下：

我需要做什么(例如、我必须使用哪个#pragma)才能使 C2000编译器为"innoMemcpy"生成与 TI 预编译"memcpy"函数相同的高效汇编器代码？

谢谢、

Inno   

您好！

您的查询被转移到与闪存与 RAM 执行相关的设计问题中、因此我从编译器团队那里回来。 我刚才已经展示了当函数从 RAM 执行时、为什么您会获得更大的执行时间。

为此、我必须将此帖子再次移至编译器团队。  

此致、

Vivek Singh

Inno、

我们的编译器专家不可用。

但是、我们确实会随编译器一起提供 C 运行时库的源代码和构建实用程序。  工具链实际上会根据需要动态构建库。

因此、您可以查看源代码以及它们是如何构建的。

我不确定您使用的编译器的版本、但您可以在编译器用户指南中查找并搜索"构建标准库"。  将提供有关如何调用 mklib 的信息。

此致、

John

您好 Johns、

我使用以下内容：

如果您的编译器专家将在下周提供、并且可能会现场发现相关情况、请告诉我。 否则、我将在 编译器用户指南中自行检查并搜索"构建标准库"。

谢谢、

Inno

Inno、

他们将在下周二离开。

此致、

John

这对我来说绝对是可以的。  如果编译器专家知道在本周或下周生成相同代码所需的#pragma 指令、这将大有帮助。

我们的编译器专家明天应该回来看一看。 感谢您的耐心等待。

我可以使用优化级别2来生成相同的代码、而无需其他特殊设置。  下面是一个演示。

C:\examples>ar2000 -x C:\ti\compilers\ti-cgt-c2000_20.2.4.LTS\lib\rts2800_fpu64_eabi.lib memcpy.c.obj

C:\examples>dis2000 --quiet memcpy.c.obj > rts_dis.txt

C:\examples>copy C:\ti\compilers\ti-cgt-c2000_20.2.4.LTS\lib\src\memcpy.c .
        1 file(s) copied.

C:\examples>cl2000 --opt_level=2 --abi=eabi --float_support=fpu64 memcpy.c

C:\examples>dis2000 --quiet memcpy.obj > build_dis.txt

C:\examples>fc rts_dis.txt build_dis.txt
Comparing files rts_dis.txt and BUILD_DIS.TXT
FC: no differences encountered

在第一个帖子中、指示您使用版本20.2.4.LTS 和 RTS 库  rts2800_fpu64_eabi.lib。  这些命令使用相同的版本和库。  第一个命令从 RTS 库中提取 memcpy.c.obj。  第二条命令将其反汇编、并将结果保存在 rts_dis.txt 文件中。  copy 命令从编译器安装目录复制 memcpy.c。  cl2000命令会将其构建。  请注意、唯一与优化相关的设置是-opt_level=2。  最后一个 dis2000命令会反汇编刚刚编译的 memcpy.obj、并将结果保存在 build_ds.txt 文件中。  最后一个命令会比较两个反汇编文件、并显示它们匹配。

谢谢、此致、

乔治

尊敬的乔治：

我为 Vivek Singh 提供了一个简单的闪烁 LED 示例项目、在该项目中、我将 memcpy 函数从文件"C：\ti\ccs1040\ccs\tools\compiler\ti-cgt-C2000-20.2.4.LTS lib\src\memcpy.c"复制到 C 文件中、并将其重命名为 innoMemcpy。

我在该工程中调用了 memcpy 和 innoMemcpy、并在将相同数量的数据复制 到特定缓冲区时测量执行时间。 我确保了两个函数都驻留在闪存上、并按照您的建议在我的项目中启用了编译器优化级别2。

对于此测试、注释了 innoMemcpy 的所有#pragma 指令：

如果我现在使用 CPU 定时器1测量函数调用的执行时间、那么我仍然看到测量的执行时间有很大差异：

您是否可以在评估板上重现此问题？ 问题不是很紧迫、但我仍然希望达到这样一个状态：调用 memcpy 和 innoMemcpy 的测量执行时间相同。

谢谢、

Inno

您是否检查了程序集以查看它是否正在您的本地函数中生成 RPT 块指令？

尊敬的 Vivek Singh：

我有点困惑。 代码看起来与我相同、BANZ 同时用于这两种应用(BTW、使用 LCR 时、堆栈是否堆积且可能达到临界级？)。 但是、下面是"Disassembly"窗口中的函数：

我再次检查了相关变量的位置以及映射文件中的代码：

测量执行时间的代码也与我在其中一篇文章中看到的相同 C 代码。

因此、一切看起来都是一样的、但通过定时器1测得的时间是不同的：

谢谢、

Inno

汇编代码看起来与您为我提供的项目不同。 memcpy 是库函数的一部分、早期使用 RPT 块、但在此快照中我看不到这一点。 如果您对项目进行了任何修改、请将更新后的项目发送给我。

您好、George、

我执行了以下操作：

1) 1)我验证了在 CCS 的编译器设置中激活了-unified_memory。

2) 2)我将 innoMemcpy 移动到头文件、并按照上面的建议将其声明为 always_inline。

3)我为 main 函数(调用 innoMemcpy)启用了编译器优化级别2

  #pragma FUNCTION_OPTIONS (main、"-opt_level=2")；
  void main (void)

我的结果如下所示：

现在可以看到、innoMemcpy 比 memcpy 快5-7倍。 这意味着 memcpy 和 innoMemcpy 之间仍然存在差异、但这次 innoMemcpy 函数的速度要快得多。 当然我不会抱怨它 ;-)

非常感谢您的帮助。

-否