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对ARM加载域和运转域的了解

一般而言,一个程序包括只读的代码段和可读写的数据段。在ARM的集成开发环境中,只读的代码段和常量被称作RO段(ReadOnly);可读写的

一般来说,一个程序包括只读的代码段和可读写的数据段。在ARM的集成开发环境中,只读的代码段和常量被称作RO段(ReadOnly);可读写的全局变量和静态变量被称作RW段(ReadWrite);RW段中要被初始化为零的变量被称为ZI段(ZeroInit)。关于嵌入式体系而言,程序映象都是存储在Flash存储器等一些非易失性器材中的,而在运转时,程序中的RW段有必要从头装载到可读写的RAM中。这就涉及到程序的加载时域和运转时域。简略来说,程序的加载时域便是指程序烧入Flash中的状况,运转时域是指程序履行时的状况。关于比较简略的状况,能够在ADS集成开发环境的ARM LINKER选项中指定RO BASE和RW BASE,奉告衔接器RO和RW的衔接基地址。关于复杂状况,如RO段被分红几部分并映射到存储空间的多个地方时,需求创立一个称为“散布装载描绘文件”的文本文件,告诉衔接器把程序的某一部分衔接在存储器的某个地址空间。需求指出的是,散布装载描绘文件中的界说要依照体系重定向后的存储器散布状况进行。在引导程序完结初始化的使命后,应该把主程序转移到RAM中去运转,以加速体系的运转速度。

什么是arm的映像文件,arm映像文件其实便是可履行文件,包括bin或hex两种格局,能够直接烧到rom里履行。在axd调试进程中,咱们调试的是axf文件,其实这也是一种映像文件,它只是在bin文件中加了一个文件头和一些调试信息。映像文件一般由域组成,域最多由三个输出段组成(RO,RW,ZI)组成,输出段又由输入段组成。所谓域,指的便是整个bin映像文件地点在的区域,它又分为加载域运转域。加载域便是映像文件被静态寄存的作业区域,一般来说Flash里的 整个bin文件地点的地址空间便是加载域,当然在程序一般都不会放在 Flash里履行,一般都会搬到SDRAM里运转作业,它们在被搬到SDRAM里作业地点的地址空间便是运转域。咱们输入的代码,一般有代码部分和数据部分,这便是所谓的输入段,经过编译后就变成了bin文件中RO段和RW段,还有所谓的ZI段,这便是输出段。关于加载域中的输出段,一般来说RO段后边紧跟着RW段,RW段后边紧跟着ZI段。在运转域中这些输出段并不接连,但RW和ZI一定是连着的。ZI段和RW段中的数据其实能够是RW特点。
| Image

RO

Base| |Image

RO

Limit| |Image

RW

Base| |Image

ZI

Base| |Image

ZI

Limit|这几个变量是编译器告诉的,咱们在 makefile文件中能够看到它们的值。它们指示了在运转域中各个输出段地点的地址空间,| Image

RO

Base| 便是ro段在运转域中的开端地址,|Image

RO

Limit| 是ro段在运转域中的截止地址,其它顺次类推。咱们能够在linker的output中指定,在 simple形式中,ro base对应的便是| Image

RO

Base|,RW Base 对应的是|Image

RW

Base|,由于rw和zi相连,|Image

ZI

Base| 就等于|Image

RW

limit|。其它的值都是编译器主动计算出来的。
下面是2410发动代码的转移部分,我给出注释:
BaseOfROM DCD |Image

RO

Base|
TopOfROM DCD |Image

RO

Limit|
BaseOfBSS DCD |Image

RW

Base|
BaseOfZero DCD |Image

ZI

Base|
EndOfBSS DCD |Image

ZI

Limit|
adr r0, ResetEntry; ResetEntry是复位运转时域的开端地址,在boot nand中一般是0
ldr r2, BaseOfROM;
cmp r0, r2
ldreq r0, TopOfROM;TopOfROM=0x30001de0,代码段地址的完毕
beq InitRam
ldr r3, TopOfROM
;part 1,经过比较,将ro搬到sdram里,搬到的意图地址从 | Image

RO

Base| 开端,到|Image

RO

Limit|完毕
0
ldmia r0!, {r4-r7} ;将r0值作为地址处(ResetEntry)接连的4个32位数顺次转入r4,r5,r6,r7;一起r0添加。
stmia r2!, {r4-r7};将r4,r5,r6,r7的值顺次存入|Image

RO

Base|地址处;一起r2添加。
cmp r2, r3
bcc %B0;
;part 2,搬rw段到sdram,意图地址从|Image

RW

Base| 开端,到|Image

ZI

Base|完毕
sub r2, r2, r3;r2=0 ;上面复制时每次复制4个双字(32位)巨细,可是RO段巨细不一定是4的整数倍,所以或许多复制了几个双字巨细,r2-r3得到多复制的个数
sub r0, r0, r2 ;r0-(r2-r3)能够使r0指向在boot nand中RO的完毕地址
InitRam ;carry rw to baseofBSS
ldr r2, BaseOfBSS ;TopOfROM=0x30001de0,baseofrw
ldr r3, BaseOfZero ;BaseOfZero=0x30001de0
0
cmp r2, r3
ldrcc r1, [r0], #4
strcc r1, [r2], #4
bcc %B0
;part 3,将sdram zi初始化为0,地址从|Image

ZI

Base|到|Image

ZI

Limit|
mov r0, #0;init 0
ldr r3, EndOfBSS;EndOfBSS=30001e40
1
cmp r2, r3
strcc r0, [r2], #4
bcc %B1
至此三个输出段组成(RO,RW,ZI)复制和初始化完毕。

************************************************************

RO段、RW段和ZI段 –Image

??

Limit 意义

ARM程序的组成

此处所说的“ARM程序”是指在ARM体系中正在履行的程序,而非保存在ROM中的bin映像(image)文件,这一点清留意差异。
一个ARM程序包括3部分:RO,RW和ZI
RO是程序中的指令和常量
RW是程序中的已初始化变量
ZI是程序中的未初始化的变量
由以上3点阐明能够理解为:
RO便是readonly,
RW便是read/write,
ZI便是zero

ARM映像文件的组成
所谓ARM映像文件便是指烧录到ROM中的bin文件,也成为image文件。以下用Image文件来称号它。
Image文件包括了RO和RW数据。
之所以Image文件不包括ZI数据,是由于ZI数据都是0,没必要包括,只需程序运转之前将ZI数据地点的区域一概清零即可。包括进去反而糟蹋存储空间。
Q:为什么Image中有必要包括RO和RW?
A:由于RO中的指令和常量以及RW中初始化过的变量是不能像ZI那样“惹是生非”的。

ARM程序的履行进程

从以上两点能够知道,烧录到ROM中的image文件与实践运转时的ARM程序之间并不是彻底相同的。因而就有必要了解ARM程序是怎么从ROM中的image抵达实践运转状况的。
实践上,ROM中的指令至少应该有这样的功用:
1. 将RW从ROM中搬到RAM中,由于RW是变量,变量不能存在ROM中。
2. 将ZI地点的RAM区域悉数清零,由于ZI区域并不在Image中,所以需求程序依据编译器给出的ZI地址及巨细来将相应得RAM区域清零。ZI中也是变量,同理:变量不能存在ROM中。在程序运转的开始阶段,RO中的指令完结了这两项作业后C程序才干正常拜访变量。不然只能运转不含变量的代码。

留意:假如一个变量被初始化为0,则该变量的处理办法与未初始化华变量相同放在ZI区域。即:ARM C程序中,一切的未初始化变量都会被主动初始化为0。RO包括了 Code和RO Data两类数据。

总结:
1; C中的指令以及常量被编译后是RO类型数据。
2; C中的未被初始化或初始化为0的变量编译后是ZI类型数据。
3; C中的已被初始化成非0值的变量编译后是RW类型数据。

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