ARM系列之分散加載描述符（scatte）文件的應(yīng)用

但是對于一些復(fù)雜的場景，就需要分散家在描述符文件，比如：

1 . 定位目標(biāo)外設(shè)

　　使用分散加載，可以將用戶定義的結(jié)構(gòu)體或代碼定位到指定物理地址上的外設(shè)，這種外設(shè)可以是定時器、實時時鐘、靜態(tài)SRAM或者是兩個處理器間用于數(shù)據(jù)和指令通信的雙端口存儲器等。在程序中不必直接訪問相應(yīng)外設(shè)，只需訪問相應(yīng)的內(nèi)存變量即可實現(xiàn)對指定外設(shè)的操作，因為相應(yīng)的內(nèi)存變量定位在指定的外設(shè)上。這樣，對外設(shè)的訪問看不到相應(yīng)的指針操作，對結(jié)構(gòu)體成員的訪問即可實現(xiàn)對外設(shè)相應(yīng)存儲單元的訪問，讓程序員感覺到仿佛沒有外設(shè)，只有內(nèi)存。

　　例如，一個帶有兩個32位寄存器的定時器外設(shè)，在系統(tǒng)中的物理地址為Ox04000000，其C語言結(jié)構(gòu)描述如下：

　　要使用分散加載將上述結(jié)構(gòu)體定位到Ox04000000的物理地址，可以將上述結(jié)構(gòu)體放在一個文件名為timer_regs．c中，并在分散加載文件中指定即可，如下：

　　屬性UNINIT是避免在應(yīng)用程序啟動時對該執(zhí)行段的ZI數(shù)據(jù)段初始化為零。

　　在程序連接后，通過Image map文件可查看該ZI數(shù)據(jù)段的存儲器分配情況：

　　Execution Region TIMER(Base：Ox04000000，Size：0x00000008，Max：0xffffffff，ABSOLUTE，UNINIT)Base Addr Size Type Attr Idx E Section Name 0bi ectOx04000000 0x00000008 Zero RW 32．bss tlmer_regs．o從Image map文件可以看出，該TIMER執(zhí)行區(qū)定位在物理地址0x04000000，即結(jié)構(gòu)體timer_regs定位在Ox04000000，因此，在程序中對結(jié)構(gòu)體的操作即是對定時器的操作。

2 . 定義超大型結(jié)構(gòu)體數(shù)組

　　分散加載機制在提供將指定代碼和數(shù)據(jù)定位在指定物理地址的能力的同時，也提供了一種代碼分割機制——可以將指定的零初始化段(ZI段)從可執(zhí)行代碼中分離出來。這樣最終生成的燒入ROM或Flash中的鏡像文件就不包括那部分分割了的零初始化段，即使該零初始化段再大，也不影響最終生成的鏡像文件的大小。但不采用分散加載機制，零初始化段在編譯連接后是直接生成到鏡像文件中的。它的大小直接影響最終要燒寫的文件的大小，且零初始化段的大小還取決于內(nèi)存的大小，它不能大到超過內(nèi)存的大?。欢捎梅稚⒓虞d機制，可以將某個零初始化段定位到非內(nèi)存地址的一個存儲器外設(shè)上，如NVRAM(非易失性隨機存儲器)。

　　筆者曾在一個實際工程中采用這種分散加載機制，將一個2MB的結(jié)構(gòu)體數(shù)組定位到外部NVRAM中，用于記錄設(shè)備在工作過程中采集到的數(shù)據(jù)；而在本系統(tǒng)中，ARM處理器的內(nèi)存只有256 KB，F(xiàn)lash存儲器也只有2 MB。如果不采用分散加載，程序根本無法運行，也不能燒寫到Flash中。

　　采用分散加載，把對復(fù)雜外設(shè)的訪問變成對結(jié)構(gòu)體數(shù)組的訪問，使程序代碼精簡易懂。對程序員來說，對結(jié)構(gòu)體數(shù)組的操作還是和內(nèi)存變量的操作一樣的。

3. 某些特殊應(yīng)用，需要將代碼段或者數(shù)據(jù)段的部分放置在指定位置，方便更新，或者其他加密等原因。

4. 某些特殊應(yīng)用，需要固定函數(shù)地址的時候，可以將那個函數(shù)放于固定的區(qū)域，而不管其他程序有誤變化。

5. 對于程序中的一些配置型的變量，可能需要集中放置在一個區(qū)域，方便下次直接更新那塊存儲空間。

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下面著重描述分散描述符的寫法，分散描述文件的類型為 .scf 。寫完后，可以通過ADS進(jìn)行加載。

分散裝載(Scatlerloading)
在實際的嵌入式系統(tǒng)中，ADS提供的缺省存儲器映射是不能滿足要求的。用戶的目標(biāo)硬件通常有多個存儲器設(shè)備位于不同的位置，并且這些存儲器設(shè)備在程序裝載和運行時可能還有不同的配置。
Scattertoading可以通過一個文本文件來指定一段代碼或數(shù)據(jù)在加載和運行時在存儲器中的不同位置。這個文本文件scatterfile在命令行中由-scatter開關(guān)指定，例如：
armlink_scatterscat.scffilel.ofile2.0
在scatterfile中可以為每一個代碼或數(shù)據(jù)區(qū)在裝載和執(zhí)行時指定不同的存儲區(qū)域地址，Scatlertoading的存儲區(qū)塊可以分成二種類型：
裝載區(qū)：當(dāng)系統(tǒng)啟動或加載時應(yīng)用程序的存放區(qū)。
執(zhí)行區(qū)：系統(tǒng)啟動后，應(yīng)用程序進(jìn)行執(zhí)行和數(shù)據(jù)訪問的存儲器區(qū)域，系統(tǒng)在實時運行時可以有一個或多個執(zhí)行塊。
映像中所有的代碼和數(shù)據(jù)都有一個裝載地址和運行地址(二者可能相同也可能不同，視具體情況而定)。在系統(tǒng)啟動時，C函數(shù)庫中的__main初始化代碼會執(zhí)行必要的復(fù)制及清零操作，使應(yīng)用程序的相應(yīng)代碼和數(shù)據(jù)段從裝載狀態(tài)轉(zhuǎn)入執(zhí)行狀態(tài)。
1.scatter文件語法
scatter文件是一個簡單的文本文件，包含一些簡單的語法。
My_Region0x00000x1000
{
thecontextofregion
}
每個塊由一個頭標(biāo)題開始定義，頭中至少包含塊的名字和起始地址，另外還有最大長度和其他一些屬性選項。塊定義的內(nèi)容包括在緊接的一對花括號內(nèi)，依賴于具體的系統(tǒng)情況。
一個加載塊必須至少含有一個執(zhí)行塊；實踐中通常有多個執(zhí)行塊。
一個執(zhí)行塊必須至少含有一個代碼或數(shù)據(jù)段；這些通常來自源文件或庫函數(shù)等的目標(biāo)文件；通配符號*可以匹配指定屬性項中所有沒有在文件中定義的余下部分。
2.簡單分散加載樣例
圖8所示樣例中，只有一個加載塊，包含了所有的代碼和數(shù)據(jù)，起始地址為0。這個加載塊一共對應(yīng)兩個執(zhí)行塊。一個包含所有的RO代碼和數(shù)據(jù)，執(zhí)行地址與裝載地址相同；同時另一個起始地址為0x10000的執(zhí)行塊，包含所有的RW和ZI數(shù)據(jù)。這樣當(dāng)系統(tǒng)開始啟動時，從第一個執(zhí)行塊開始運行(執(zhí)行地址等于裝載地址)，在執(zhí)行過程中，有一段初始化代碼會把裝載塊中的一部分代碼轉(zhuǎn)移到另外的執(zhí)行塊中。
下面是這個scatter描述文件，該文件描述了上述存儲器映射方式。
LOAD_ROM0x4000
｛
EXE_ROM0x00000x4000;Rootregion
｛
*〈+RO〉;Allcodeandconstantdata
｝
RAM0x100000x8000
｛
*〈+RW,+ZI〉;Allnon-constantdata
｝
｝
3.在分散文件中放置對象
在大多數(shù)應(yīng)用中，并不是像前例那樣，簡單地把所有屬性都放在一起，用戶需要控制特定代碼和數(shù)據(jù)段的放置位置。這可以通過在scatter文件中對單個目標(biāo)文件進(jìn)行定義實現(xiàn)，而不是只簡單地依靠通配符。
為了覆蓋標(biāo)準(zhǔn)的連接器布局規(guī)則，我們可以使用+FIRST和+LAST分散加載指令。典型的例子是在執(zhí)行塊的開始處放置中斷向量表格：
LOAD_ROM0x00000x4000
｛
EXEC_ROM0x00000x4000
｛
vectors.o〈Vect,+FIRST〉
*〈+RO〉
｝
;moreexecregions...
｝
在這個scatter文件中，保證了vextors.o中的Vect域被放置于地址0x0000。
4.RootRegion(根區(qū))
根區(qū)是一個執(zhí)行塊，它的加載地址與執(zhí)行地址是一致的。每個scatter文件至少有一個根區(qū)。分散加載有一個限制：創(chuàng)建執(zhí)行塊的代碼和數(shù)據(jù)(即完成復(fù)制和清零的代碼和數(shù)據(jù))無法自行復(fù)制到另一個位置。因此，在根區(qū)中必須含有下面的部分：
_main.o，包含復(fù)制代碼/數(shù)據(jù)的代碼；
連接器輸出變量$$Table和ZISection$$Table，包含被復(fù)制代碼/數(shù)據(jù)的地址。
由于上面兩個部分的屬性是只讀的，因此他們被*〈+RO〉通配符語法匹配。如果*〈+RO〉被用在了非根區(qū)中，則在根區(qū)中必須顯式地指明另一個RO區(qū)域。
下面是一個例子：
LOAD_ROM0x00000x4000
｛
EXE_ROM0x00000x4000;rootregion
｛
_main.o〈+RO〉;copyingcode
*〈Region$$Tabl0e〉;RO/RWaddressestocopy
*〈ZISection$$Table〉;ZIaddressestozero
｝
RAM0x100000x8000
｛
*〈+RO〉;allotherROsections
*〈+RW,+ZI〉;allRWandZIsections
｝
｝

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放置堆棧和heap
Scatterloading機制提供了一種指定代碼和靜態(tài)數(shù)據(jù)布局的方法。下面介紹如何放置應(yīng)用程序的堆棧和heap。
*_user_initial_stackheap重定向
應(yīng)用程序的堆棧和heap是在C庫函數(shù)初始化過程中建立起來的。可以通過重定向?qū)?yīng)的子程序來改變堆棧和heap的位置，在ADS的庫函數(shù)中，即_user_initial_stackheap()函數(shù)。
_user_initial_stackheap()可以用C或匯編來實現(xiàn)，它必須返回如下參數(shù)：
r0：heap基地址；
r1：堆?；刂罚?br />r2：heap長度限制值(需要的話)；
r3：堆棧長度限制值。
當(dāng)用戶使用分散裝載功能的時候，必須重調(diào)用_user_initial_stackheap()，否則連接器會報錯：
Error： L6218E： Undefined symbol Image$$ZI$$Limit (referred from sys_stackheap.o)

*存儲器模型
ADS提供了兩種實時存儲器模型。缺省時為one-region，應(yīng)用程序的堆棧和heap位于同一個存儲器區(qū)塊，使用的時候相向生長，當(dāng)在heap區(qū)分配一塊存儲器空間時需要檢查堆棧指針。另一種情況是堆棧和heap使用兩塊獨立的存儲器區(qū)域。對于速度特別快的RAM，可選擇只用來作堆棧使用。為了使用這種two-region模型，用戶需要導(dǎo)入符號use_two_region_memory，heap使用需要檢查heap的長度限制值。
對這兩種模型來說，缺省情況下對堆棧的生長都不進(jìn)行檢查。用戶可以在程序編譯時使用 -apcs/swst 編譯器選項來進(jìn)行軟件堆棧檢查。如果使用two-region模型，必須得在執(zhí)行_user_initial_stackheap時指定一個堆棧限制值。

圖9 重定向_user_initial_stackheap()

圖10 基本初始化過程

圖11 ROM/RAM重定向和映射

表1

系統(tǒng)復(fù)位和初始化
目前情況，一般假設(shè)程序從C庫函數(shù)的初始化入口_main開始執(zhí)行。實際上，所有的嵌入式程序在啟動時都要執(zhí)行一些系統(tǒng)級的初始化操作。在此討論這方面的內(nèi)容。
初始化過程
圖10中顯示了一個基于ARM的嵌入式系統(tǒng)的基本初始化過程?？梢钥吹?，在_main之前加入了一個復(fù)位處理模塊reset handler，它在系統(tǒng)上電復(fù)位時立即啟動。標(biāo)識為$sub$$main的新代碼塊在進(jìn)入主程序之前執(zhí)行。
復(fù)位處理模塊reset handler通常是一小段匯編代碼，在系統(tǒng)復(fù)位時執(zhí)行。它至少完成應(yīng)用程序中使用到的所有處理器模式的堆棧初始化工作。對于含有本地存儲器系統(tǒng)的內(nèi)核(比如含cache的ARM內(nèi)核)，配置工作也必須在這一段初始化過程中完成。當(dāng)完成系統(tǒng)初始化之后，通常程序會跳向_main，開始C庫函數(shù)的初始化過程。
系統(tǒng)初始化過程一般還包括另外一些內(nèi)容，中斷使能等，這些大多安排在C庫函數(shù)的初始化完成之后執(zhí)行。$sub$$main()完成這部分功能。
向量表(vector table)
所有的ARM系統(tǒng)都有一張中斷向量表當(dāng)出現(xiàn)異常需要處理時，必須調(diào)用向量表。向量表一般要位于0地址處。

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表9

表10

存儲器配置
*ROM/RAM重定向
當(dāng)系統(tǒng)啟動的時候，為了保證0地址處有正確的啟動代碼存在，需要非易失性的存儲器。
一種簡單的方法，就是把系統(tǒng)0x0000開始的一塊地址分配給ROM。其缺點是，由于ROM的訪問速度比RAM慢很多，當(dāng)執(zhí)行中斷響應(yīng)需要從中斷向量表跳轉(zhuǎn)時，會給系統(tǒng)性能帶來損失；同時，在ROM中的向量表內(nèi)容也不能被用戶程序動態(tài)修改。
另外一種可行的方案如圖11所示。ROM位于地址0x1000開始的地方，但是在系統(tǒng)復(fù)位時又被存儲器控制器映射到0x0000地址處。這樣當(dāng)系統(tǒng)啟動之后，在地址0x0000看到的是ROM，系統(tǒng)執(zhí)行這塊ROM中的啟動代碼，啟動代碼跳轉(zhuǎn)到真正的ROM的地址，并讓存儲器控制器移除對ROM的地址映射。這時0x0000地址處的存儲器又恢復(fù)回了RAM。__main中的代碼把向量表copy到0x0000處的RAM中去，使得異常時能被正確響應(yīng)。
表1為ARM匯編中執(zhí)行ROM/RAM重定向和映射的一個例子。它以ARM公司的Integrator平臺為基礎(chǔ)的，該方法適用于類似ROM/RAM重定向方法的所有平臺。第一條指令完成從ROM的映射地址(0x00000)到真實地址的跳轉(zhuǎn)。地址標(biāo)號instruct_2是ROM的真實地址(0x180004)。然后通過設(shè)置Integrator平臺上的相應(yīng)控制寄存器，移除ROM的地址映射。代碼在系統(tǒng)一啟動就被執(zhí)行。所有關(guān)于地址重定向/映射的操作必須在C庫函數(shù)初始化之前完成。

*本地存儲器配置
許多ARM處理器都有片上存儲器系統(tǒng)，如cache和緊密耦合存儲器(TCM)、存儲器管理單元(MMU)或存儲器保護(hù)單元(MPU)。這些設(shè)備都要在系統(tǒng)初始化過程中正確配置，并且有一些特殊的要求需要考慮。
由前文可知，_main中的C庫函數(shù)初始化代碼負(fù)責(zé)程序運行時的存儲器系統(tǒng)設(shè)置。因此，整個存儲器系統(tǒng)本身必須得在__main之前完成初始化工作，如MMU或MPU必須在reset handler里面完成配置。
緊密耦合存儲器(TCM)的初始化同樣須在_main之前完成(通常在MMU/MPU之前)，因為一般程序都需要把代碼和數(shù)據(jù)分散裝入TCM。需要注意的是當(dāng)TCM被使能后，不再訪問被TCM屏蔽的存儲器。
關(guān)于cache的一致性問題，如果cache在_main之前使能的話，那么當(dāng)_main里面進(jìn)行從裝載區(qū)到執(zhí)行區(qū)的代碼和數(shù)據(jù)拷貝時(因為在拷貝過程中指令和數(shù)據(jù)在本質(zhì)上都是被當(dāng)作數(shù)據(jù)處理)，指令會出現(xiàn)在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。避免此問題的方法是在C庫函數(shù)初始化完成后再使能cache。
*Scatter loading與存儲器配置
無論是通過ROM/RAM重定向還是MMU配置的方法，如果系統(tǒng)在啟動和運行時存儲器分布不一致，scatterloading文件中的定義就要按照系統(tǒng)重定向后的存儲器分布情況進(jìn)行。
以上文ROM/RAM重定向為例：
LOAD_ROM 0x10000 0x8000
{
EXE_ROM 0x10000 0x8000
{
reset_handler.o (+RO, +FIRST)
...
}
RAM 0x0000 0x4000
{
vectors.o (+RO, +FIRST)
...
}
}
裝載區(qū)LOAD_ROM被放置在0x10000處，代表了重定向之后代碼和數(shù)據(jù)的裝載地址。

堆棧的初始化
程序中可能用到的處理器模式，都需要定義一個堆棧指針。
在表2中，堆棧位于stack_base標(biāo)識的地址中。這個符號可以是存儲器系統(tǒng)中的一個直接地址，也可以在另外的匯編文件中定義，由scatter文件來定義分配地址。表2代碼為FIQ和IRQ模式各分配了一個256字節(jié)的堆棧，用戶可以用同樣的方法為其他模式也分配堆棧。最簡單的方法就是進(jìn)入相應(yīng)的模式，然后為SP寄存器指定相應(yīng)的值。如果想使用軟件堆棧檢查，還必須指定一個堆棧長度限制值。
堆棧指針和堆棧限制的數(shù)值會作為參數(shù)自動傳遞到C庫函數(shù)的初始化代碼__user_initial_stackheap中，在__user_initial_stackheap中不應(yīng)該修改這些值。
硬件初始化 $sub$$main()
一般來說，應(yīng)該把所有的系統(tǒng)初始化代碼與主應(yīng)用程序分離開來，但是有幾個例外，比如cache和中斷的使能，需要在C庫函數(shù)初始化之后執(zhí)行。
表3代碼顯示了如何使用 $sub和 $supper 。連接器把呼叫main()的函數(shù)替換成呼叫$sub$$main()，完成cache和中斷的使能，并最終跳向main()。

執(zhí)行模式考慮
為主應(yīng)用程序選擇一個處理器執(zhí)行模式非常重要，這取決于系統(tǒng)的初始化代碼。
許多在啟動過程中使用到的功能，如MMU/MPU的配置、中斷的使能等，只能在特權(quán)級模式下進(jìn)行。如果需要在特權(quán)極模式下運行自己的應(yīng)用程序，只要在退出初始化過程之前改變到相應(yīng)的模式就行了，沒有其他任何問題。
如果使用user模式，必須保證所有只能在特權(quán)模式下執(zhí)行的功能完成之后，才能進(jìn)入user模式。因為system模式和user模式使用相同的寄存器組，reset handler應(yīng)該從system模式退出，_user_initial_stackheap在system模式下完成應(yīng)用程序堆棧的初始化。這樣在處理器進(jìn)入user模式后，所有的堆棧空間都已經(jīng)被正確設(shè)置好了。

對存儲器布局的進(jìn)一步考慮
在scatter文件中分配硬件地址
雖然可以在一個scatter文件中描述代碼和數(shù)據(jù)的分散布局，但是目標(biāo)硬件中的外設(shè)寄存器，堆棧和heap配置仍然直接采用硬件地址在程序源代碼中進(jìn)行設(shè)置。如果把所有存儲器地址相關(guān)的信息都在scatter文件中進(jìn)行定義，避免在源文件中引用絕對硬件地址，對程序的工程化管理是有大好處的。
*在scatter文件中定義目標(biāo)外設(shè)地址
通常外設(shè)寄存器的地址在程序文件或頭文件中定義，也可以聲明一個結(jié)構(gòu)類型指向外設(shè)寄存器，結(jié)構(gòu)的地址定位在scatter文件中完成。
舉例來說，目標(biāo)定時器上有2個32位的寄存器，可以用表4來映射這些寄存器。為了把結(jié)構(gòu)放置在指定的存儲器地址上面，創(chuàng)建一個新的執(zhí)行區(qū)(見表5)。scatter文件便把timer_regs結(jié)構(gòu)定位在了地址0x40000000。
注意，在啟動過程當(dāng)中這些寄存器的內(nèi)容不需要清零，改變寄存器的內(nèi)容可能影響系統(tǒng)狀態(tài)。在執(zhí)行區(qū)上加UNINIT屬性可以防止ZI數(shù)據(jù)在初始化過程中被清零。
在scatter文件中分配堆棧和heap
在許多情況下，用scatter文件來定義堆棧和heap的地址會帶來一些好處，主要有：所有的存儲器分配信息集中在一個文件里；改變堆棧和heap的地址只要重新連接就行了，不需要重新編譯。
*顯式地放置符號
在ADS1.2環(huán)境下，這是最簡單的方法。在前文中引用過2個符號stack_base和heap_base，這2個符號在匯編模塊中創(chuàng)建，在scatter文件中各自的執(zhí)行區(qū)里定位(見表6)。
表7文件中，heap基地址定位在0x20000上，堆?；刂肺挥?x40000?，F(xiàn)在heap和堆棧的位置就可以非常方便地進(jìn)行編輯了。
*使用連接器產(chǎn)生的符號
這種方法需要在目標(biāo)文件中指定好heap和堆棧的長度。這在一定程度上減弱了本節(jié)開頭描述的兩個優(yōu)點。
首先在匯編源程序中定義heap和堆棧的長度。關(guān)鍵詞SPACE用來保留一塊存儲器空間，NOINT則可以阻止清零操作(見表8)。注意在這里的源文件中并不需要地址標(biāo)號。
然后這些部分就可以在scatter文件中對應(yīng)的執(zhí)行區(qū)里定位了(見表9)。連接器產(chǎn)生的符號指向每一個執(zhí)行區(qū)的基地址和長度限制，這些符號可以被_user_initial_stackheap調(diào)用的重定向代碼使用。在代碼中使用DCD來給這些值定義更有意義的名字，可以增強代碼的可讀性(見表10)。
文件把heap基地址定位在0x15000，堆棧地址定位在0x4000。Heap和堆棧的位置可以通過編輯對應(yīng)執(zhí)行區(qū)的地址方便地改變。

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樣例如下所示：

分散加載描述文件供ARM-ADS鏈接器使用，用來決定各個代碼段和數(shù)據(jù)段的存儲位置，下面為一個添加注釋后的.scf文件例子：

;YL-LPC2294片內(nèi)FLASH分散加載文件
;Internal Flash 256kBytes， Address range:0x00000000～0x0003ffff
;Internal SRAM 16KBytes， Address range:0x40000000～0x40003fff
;External Flash 2MBytes，SST39VF1601，Address range:0x80000000～0x401fffff
;External SRAM 512KBytes，IS61LV25616，Address range:0x81000000～0x81080000
ROM_LOAD 0x0;ROM_LOAD:> ;0x0:Start address for ROM_LOAD region.
{
ROM_EXEC 0x00000000;ROM_EXEC:> ;0x00000000:Start address for the execture region.
{
Startup.o (vectors, +First)
* (+RO) ;Place all code and RO data into this exec region,
;and make sure the "vectors" section from "Startup.o"
;be placed first.
}

IRAM 0x40000000 ;The second execute region;start address is 0x40000000.
{
Startup.o (+RW,+ZI) ;Place all RW and ZI data from Startup.o here.
}

ERAM 0x81068000 ;The third execute region;Start address:0x81068000.
{
* (+RW,+ZI) ;All reset RW/ZI data to be placed here.
}

HEAP +0 UNINIT ;The fourth execute region;Start address:Follow the
;end of ERAM region.
{
heap.o (+ZI) ;All ZI data from heap.o to be placed here.
}

STACKS 0x40004000 UNINIT ;The fifth execute region.
{
stack.o (+ZI) ;All ZI data from stack.o to be placed here.
}
}

一般一個簡單的分散加載描述文件包含三部分：Loader region、Execute region、Input section。各部分的格式及定義細(xì)節(jié)參見文件：ADS_LinkerGuide.pdf