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ARM映像文件 |
| 作者：mindshare 欄目：ARM技術(shù) |
ARM & 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計【一】★★★★★ ***************************************************** ARM映像文件 ***************************************************** 1.ELF格式文件的結(jié)構(gòu) 1.1映像文件組成部分 **一個映像文件有一個或多個域組成 **每個域包含一個或多個輸出段 **每個輸出段包含一個或多個輸入段 **各輸入段中包含了目標文件中的代碼和數(shù)據(jù) 輸入段中包含了四類內(nèi)容：代碼、已經(jīng)初始化的數(shù)據(jù)、未經(jīng)初始化的存儲區(qū)域、內(nèi)容初始化成0的存儲區(qū)域。每個輸入段有相應(yīng)的屬性，可以為只讀的（RO）、可讀寫的（RW）以及初始化成0的（ZI）。ARM連接器根據(jù)個輸入段的屬性將這些輸入段分組，再組成不同的輸出段及域。 一個輸出段中包含了一系列的具有相同的RO、RW和ZI屬性的輸入段。輸出段的屬性與其中包含的輸入段的屬性相同。在一個輸出段的內(nèi)部，各輸入段是按照一定的規(guī)則排序的，這將在1.3節(jié)油詳細地介紹。 一個域中包含1-3個輸出段，其中個輸出段的屬性各不相同。各輸出段的排列順序是由其屬性決定的。其中RO屬性的輸出段排在最前面，其次是RW屬性的輸出段，最后是ZI屬性的輸出段。一個域通常映射到一個物理存儲器上，如ROM或RAM。 1.2ARM映像文件各組成部分的地址影射 ARM映像文件各組成部分在存儲系統(tǒng)中的地址有兩種：一種是映像文件位于存儲器中時（也就是該映像文件運行之前）的地址，稱之為加載地址；一種是映像文件運行時的地址，稱之為運行時地址。之所以有這兩種地址，是因為映像文件在運行時，其中的有些域是可以移動的新的存儲區(qū)域。比如，已經(jīng)初始化的RW屬性的數(shù)據(jù)所在的段運行之前可能保存系統(tǒng)的ROM中，在運行時，他被移動至RAM中。 通常，一個映像文件包含若干個域，各域又包含若干的輸出段。ARM連接器需要知道如下的信息，已決定如何生成相應(yīng)的映像文件。 **分組信息 決定如何將個輸入段組織成相應(yīng)的輸出段和域。 **定位信息 決定個域在存儲空間地址中的起始地址。 根據(jù)映像文件中地址映射的復雜程度，有兩種方法來告訴arm連接器這些相關(guān)信息。對于映像文件中地址映射關(guān)系比較簡單的情況，可以使用命令行選項；對于映像文件中地址映射關(guān)系比較復雜的情況，可以使用一個配置文件。 2.arm映像文件的入口點 2.1arm映像文件的入口點有兩種類型：一種是映像文件運行時的入口點，稱為初始入口點（initial entry point），另一種是普通入口點（entry point）. 初始入口點是映像文件運行時的入口點，每個映像文件只有一個唯一的初始入口點，它保存在ELF頭文件中。如果映像文件是被操作系統(tǒng)加載的，操作系統(tǒng)是通過跳轉(zhuǎn)到該初始入口點處來加載該映像文件。 普通的入口點是在匯編中用ENTRY偽操作定義。他通常用于標志該段代碼是通過異常中斷處理程序進入的。這樣連接器刪除無用的段時不會將該段代碼刪除。一個映像文件中可以定義多個普通入口點。 應(yīng)該注意的是，初始入口點可以使普通入口點，但也可以不是普通入口點。 2.2定義初始入口點 初始入口點必須滿足下面兩個條件： **初始入口點必須位于映像文件的運行時域內(nèi)。 **飽含初始入口點的運行時域不能被覆蓋，他的加載地址和運行地址必須是相同的。 可以使用連接選項-entry address來指定映像文件的初始入口點。這時，address指定了映像文件的初始入口點的地址值。 對于地址0x0處為rom的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，可以使用-entry 0x0來指定映像文件的初始入口點。這樣當系統(tǒng)復位后，自動跳轉(zhuǎn)到該入口開始執(zhí)行。 如果映像文件是被一個加載器加載的，該映像文件該映像文件必須包含一個初始化入口點。這種映像文件通常還包含了其他普通入口點，這些普通入口點一般為異常中斷處理程序的入口地址。 當用戶沒有指定-entry address時，連接器根據(jù)下面的規(guī)則決定映像文件的初始入口點。 **如果輸入的目標文件中只有一個普通入口點，該普通入口點被連接器當成映像文件的初始入口點。 **如果輸入的目標文件中沒有一個普通入口點，或者其中的普通入口點多于一個，則連接器生成的映像文件中不包含初始入口點，并產(chǎn)生警告信息。 2.3普通入口點的用法 普通入口點是在匯編中用ENTRY 偽操作定義。在嵌入式應(yīng)用中，各異常中斷的處理程序入口使用普通入口點標示。這樣連接器在刪除無用段時不會將該段代碼刪除。 一個映像文件中可以定義多個普通入口點。沒有指定連接選項-entry addres時，如果輸入的目標文件中只有一個普通入口點，該入口點被連接器當成映像文件的初始入口點。 ***************************************************** 在應(yīng)用程序中安裝異常中斷處理程序 ***************************************************** 1.使用跳轉(zhuǎn)指令：可以在異常中斷對應(yīng)異常向量表中特定位置放置一條跳轉(zhuǎn)指令，直接跳轉(zhuǎn)到該異常中斷的處理程序。這種方法有一個缺點，即只能在32M空間范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn)。 2.使用數(shù)據(jù)讀取指令LDR：使用數(shù)據(jù)讀取指令LDR向程序計數(shù)器PC中直接賦值。這種方法分為兩步：先將異常中斷處理程序的絕對地址存放在存放在距離向量表4KB范圍內(nèi)的一個存儲單元中；再使用數(shù)據(jù)讀取指令LDR將該單元的內(nèi)容讀取到程序計數(shù)器PC中。 **在系統(tǒng)復位時安裝異常中斷處理程序** 1.地址0x00處為ROM的情況 使用數(shù)據(jù)讀取指令LDR示例如下所示： Vector_Init_Block LDR PC, Reset_Addr LDR PC, Undefined_Addr LDR PC, SW_Addr LDR PC, Prefeth_Addr LDR PC, Abort_Addr NOP LDR PC, IRQ_Addr LDR PC, FIQ_Addr Reset_Addr DCD Start_Boot Undefined_Addr DCD Undefined_Handle SW_Addr DCD SWI_Handle Prefeth_Addr DCD Prefeth_Handle Abort_Addr DCD Abort_Handle DCD 0 IRQ_Addr DCD IRQ_Handle FIQ_Addr DCD FIQ_Handle 使用跳轉(zhuǎn)指令的示例如下所示： Vector_Init_Block BL Reset_Handle BL DCD Undefined_Handle BL SWI_Handle BL Prefeth_Handle BL Abort_Handle NOP BL IRQ_Handle BL FIQ_Handle 2.地址0x00處為RAM的情況 地址0x00處為RAM時，中斷向量表必須使用數(shù)據(jù)讀取指令直接指向PC中賦值的形式。而且，必須使用下面的代碼巴中斷向量表從ROM中復制到RAM中地址0x00開始處的存儲空間中： MOV r8,#0 ADR r9,Vector_Init_Block ;復制中斷向量表（8字） LDMIA r9!,(r0-r7) STMIA r8!,(r0-r7) ;復制保存各中斷處理函數(shù)地址的表（8字words） LDMIA r9!,(r0-r7) STMIA r8!,(r0-r7) |
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