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ARM基础知识教程(六): ARM映像文件

1ELF格式文件的结构11映像文件组成部分**一个映像文件有一个或多个域组成**每个域包含一个或多个输出段**每个输出段包含一个或多个输入段

1.ELF格式文件的结构

1.1映像文件组成部分

**一个映像文件有一个或多个域组成
**每个域包括一个或多个输出段
**每个输出段包括一个或多个输入段
**各输入段中包括了方针文件中的代码和数据

输入段中包括了四类内容:代码、现已初始化的数据、未经初始化的存储区域、内容初始化成0的存储区域。每个输入段有相应的特点,可认为只读的(RO)、可读写的(RW)以及初始化成0的(ZI)。ARM衔接器依据个输入段的特点将这些输入段分组,再组成不同的输出段及域。
一个输出段中包括了一系列的具有相同的RO、RW和ZI特点的输入段。输出段的特点与其间包括的输入段的特点相同。在一个输出段的内部,各输入段是依照必定的规矩排序的,这将在1.3节油具体地介绍。
一个域中包括1-3个输出段,其间个输出段的特点各不相同。各输出段的摆放次序是由其特点决议的。其间RO特点的输出段排在最前面,其次是RW特点的输出段,最终是ZI特点的输出段。一个域一般映射到一个物理存储器上,如ROM或RAM。

1.2ARM映像文件各组成部分的地址暗射

ARM映像文件各组成部分在存储体系中的地址有两种:一种是映像文件坐落存储器中时(也便是该映像文件运转之前)的地址,称之为加载地址;一种是映像文件运转时的地址,称之为运转时地址。之所以有这两种地址,是因为映像文件在运转时,其间的有些域是能够移动的新的存储区域。比方,现已初始化的RW特点的数据地点的段运转之前或许保存体系的ROM中,在运转时,他被移动至RAM中。
一般,一个映像文件包括若干个域,各域又包括若干的输出段。ARM衔接器需求知道如下的信息,已决议怎么生成相应的映像文件。
**分组信息 决议怎么将个输入段安排成相应的输出段和域。
**定位信息 决议个域在存储空间地址中的开端地址。
依据映像文件中地址映射的杂乱程度,有两种方法来告知arm衔接器这些相关信息。关于映像文件中地址映射联系比较简单的状况,能够运用命令行选项;关于映像文件中地址映射联系比较杂乱的状况,能够运用一个配置文件。

2.arm映像文件的进口点

2.1arm映像文件的进口点有两种类型:一种是映像文件运转时的进口点,称为初始进口点(initial entry point),另一种是一般进口点(entry point).
初始进口点是映像文件运转时的进口点,每个映像文件只要一个仅有的初始进口点,它保存在ELF头文件中。假如映像文件是被操作体系加载的,操作体系是经过跳转到该初始进口点处来加载该映像文件。
一般的进口点是在汇编顶用ENTRY伪操作界说。他一般用于标志该段代码是经过异常中断处理程序进入的。这样衔接器删去无用的段时不会将该段代码删去。一个映像文件中能够界说多个一般进口点。
应该留意的是,初始进口点能够使一般进口点,但也能够不是一般进口点。

2.2界说初始进口点

初始进口点有必要满意下面两个条件:
**初始进口点有必要坐落映像文件的运转时域内。
**浸透初始进口点的运转时域不能被掩盖,他的加载地址和运转地址有必要是相同的。
能够运用衔接选项-entry address来指定映像文件的初始进口点。这时,address指定了映像文件的初始进口点的地址值。
关于地址0x0处为rom的嵌入式运用体系,能够运用-entry 0x0来指定映像文件的初始进口点。这样当体系复位后,主动跳转到该进口开端履行。
假如映像文件是被一个加载器加载的,该映像文件该映像文件有必要包括一个初始化进口点。这种映像文件一般还包括了其他一般进口点,这些一般进口点一般为异常中断处理程序的进口地址。
当用户没有指定-entry address时,衔接器依据下面的规矩决议映像文件的初始进口点。
**假如输入的方针文件中只要一个一般进口点,该一般进口点被衔接器当成映像文件的初始进口点。
**假如输入的方针文件中没有一个一般进口点,或许其间的一般进口点多于一个,则衔接器生成的映像文件中不包括初始进口点,并发生正告信息。

2.3一般进口点的用法

一般进口点是在汇编顶用ENTRY 伪操作界说。在嵌入式运用中,各异常中断的处理程序进口运用一般进口点标明。这样衔接器在删去无用段时不会将该段代码删去。
一个映像文件中能够界说多个一般进口点。没有指定衔接选项-entry addres时,假如输入的方针文件中只要一个一般进口点,该进口点被衔接器当成映像文件的初始进口点。

3输入段的排序规矩

衔接器依据输入段的特点来安排这些输入段,具有相同特点的输入段被放到域中一段接连的空间中,组成一个输出段。在一个输出段中,各输入段的开端地址与

输出段的开端地址和该输出段中个输入段的摆放次序有关。
一般状况下,一个输出段中个输入段的摆放次序由下面几个要素决议的。用户能够经过衔接选项-first和-last来改动这些规矩。
**输入段的特点。
**输入段的称号
**各输入段在衔接命令行的输入段列表中的摆放次序
依照输入段的特点,其摆放次序如下所示:
**只读的代码段
**只读的数据段
**可读写的代码段
**其他现已初始化的数据段
**未出生化的数据
关于具有相同特点的输入段,依照其称号来排序。这是输入段称号是区别巨细写的,依照其ASCII码次序进行排序。
关于具有相同特点和名城的输入段,依照其在输入段列表中的次序进行排序。也便是说,几十个输入段的特点和称号坚持不变,假如其在编译时,各输入段在输

入段列表中的摆放次序不同,生成的映像文件也将不同。
能够经过衔接选项-first和-last来改动这些规矩。假如衔接时运用了配置文件,能够在配置文件中经过伪特点FIRST和LAST到达相同的作用。
衔接选项-first和-last不能改动依据输入段进行排序的规矩,它只能改动依据输入段称号和其在输入列表中的次序的排序规矩。也便是说,假如运用-first指定

一个输入段,只要该输入段地点的输出段坐落运转时域的开端方位时,该输入段才干坐落整个运转时域的开端方位。
各个输入段排好次序后,在确认各个输入段的开端地址之前,何故经过填充补丁是个输入段满意地址对齐的要求。

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ARM衔接器介绍

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ARM衔接器armlink将编译得到的ELF格式文件以及相关的C/C++运转时库衔接生成相应的成果文件。armlink能够完结下面的操作:
**衔接编译后得到的方针文件相应的c/c++运转时库,生成可履行的印象文件。
**将一些方针文件进行衔接,生成一个新的方针文件,供将来进一步衔接时运用,这成为部分衔接。
**指定代码和数据在内存中的方位。
**生成被衔接文件的调试信息和相互间的引证信息。
Armlink在进行部分衔接和彻底生成可履行文件时作进行的操作是不同的。下面别离介绍:
(1)解析输入的方针文件之间的符号引证联系。
(2)依据输入方针文件对c/c++函数的调用联系,从c/c++运转时库中提取相应模块。
(3)将各个输入段排序,组成相应的输出段。
(4)删去重复的调试信息。
(5)依据用户指定的分组和定位信息,树立映像文件的地址映射联系。
(6)重定位需求重定位的值。
(7)生成可履行的映像文件。
armlink在进行部分衔接生成新的方针文件时履行下面的操作。
(1)删去重复的调试信息
(2)最小化符号表的巨细
(3)保存那些未被解析的符号
(4)生成新的方针文件
下面依据各armlink的命令行选项的功用分类列举了armlink的命令行选项,各选项的具体用法将在后边有具体地介绍。
**供给关于armlink的协助信息
**指定输出文件的称号和类型:*-output;*-partial;*-elf
**运用选项文件,其间能够包括一些衔接选项。
**拟定可履行映像文件的内存映射联系。*-rwpi;*-ropi;*-rw_base;*-ro_base;*-spit;*-scatter
**操控可履行映射文件的内容。*-first;*-last
**生成与映像文件的相关信息
**操控armlink生成相关的确诊信息。

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