可执行文件组成及内存映射

可执行文件的组成

在 ADS 下,可执行文件有两种,一种是.axf 文件,带有调试信息,可供 AXD 调试工具使用.另一种是.bin

文件,可执行的二进制代码文件。我们重点是讲描.bin 文件的组成。 我们把可执行文件分为两种情况：分别为存放态和运行态。

1. 存放态

存放态是指可执行文件通过 fromelf 产生后,在存储介质(flash 或磁盘)上的分布. 此时可执行文件一 般由两部分组成：分别是代码段和数据段。代码段又分为可执行代码段(.text)和只读数据段(.rodata),数据段又分为初始化数据段(.data)和未初始化数据段(.bss)。可执行文件的存放态如下：

+-------------+-----------

|?? .bss????? |

+-------------+-- 数据段

|?? .data???? |

+-------------+-----------

|?? .rodata?? |

| ??????????? | 代码段

|?? .text???? |

+-------------+-----------

?

2. 运行态

可执行文件通过装载过程,搬入到 RAM 中运行,这时候可执行文件就变成运行态。在 ADS 下对可执行代 码各段有另一个名称：

|??? ...????? |

+-------------+-----------

|?? .bss????? | ZI 段

+-------------+-- 数据段

|?? .data???? | RW 段

+-------------+-----------

|?? .rodata?? |

| ??????????? | 代码段(RO 段)

|?? .text???? |

+-------------+-----------

|??? ...????? |

装载前

?

当可执行文件装载后,在 RAM 中的分布如下：

?

|??? ...????? |

+-------------+-- ZI 段结束地址

|??? ZI 段???? |

+-------------+-- ZI 段起始地址

|??? 保留区 2??? |

+-------------+-- RW 段结束地址

|??? RW 段???? |

+-------------+-- RW 段起始地址

|?? 保留区 1???? |

+-------------+-- RO 段结束地址

|??? RO 段???? |

+-------------+-- RO 段起始地址

|??? ...????? |

装载后

?

所以装载过程必须完成把执行文件的各个段从存储介质上搬到 RAM 指定的位置。而这个装载过程由谁来完 成呢？由我们的启动程序来完成.

?

装载过程

在 ADS 中,可以通过两种方式来指定可执行代码各段在 RAM 中的位置,一个是用 armlink 来指定,一种是

用 scatter 文件来指定.RAM 区的起始地址:0x30000000.

1. armlink 指定代码段地址

我们通常的代码,只用指定两个段开始地址,RO 段的起始地址和 RW 段的起始地址,ZI 段紧接在 RW 段之

后.示例见该部分的 1.1.3.

?

1. scatter 指定代码段地址

我们也可以通过 scatter 文件指定可执行文件各段的详细地址. Scatter 文件如下:

?

MYLOADER 0x30000000

;MYLOADER: 为可执行文件的名称,可自定义

;0x3000000: 起始地址

{

RO 0x30000000

;RO 只读代码段的名称

;0x30000000: 只读代码段的起始地址

{

init.o (Init,+First)

; Init 代码段为可执行文件的第一部分.

* (+RO)??????????????? ;所有其它的代码段和只读数据段放在该部分

}

RW +0

;RW: RW 段的名称

;+0: 表示 RW 段紧接着 RO 段

{

* (+RW)????????????? ;所有 RW 段放在该部分

}

?

ZI +0

;ZI: ZI 段的名称

;+0: 表示 ZI 段紧接着 RW 段

{

*(+ZI)????????????????? ;所有 ZI 段放在该部分

}

}

?

3. ADS 产生的各代码段宏

|Image$$RO$$Base|???? /* RO 代码段起始地址 */

|Image$$RO$$Limit|??? /* RO 代码段结束地址 */

|Image$$RW$$Base|??? /* RW 代码段起始地址 */

|Image$$RW$$Limit|?? /* RW 代码段结束地址 */

|Image$$ZI$$Base|???? /* ZI 代码段起始地址?? */

|Image$$ZI$$Limit|??? /* ZI 代码段结束地址 */

注意:在两个$$之间的名称,与 scatter 中指定的段的名称相同.

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4. 装载过程说明

当从 NorFlash 启动时,要把 flash 芯片的首地址映射到 0x00000000 位置,系统启动后,启动程序本身把自己从 flash 中搬到 RAM 中运行. 搬移后的各段起始地址,由以上宏来确定.

当从 NandFlash 启动时,S3C2410 会自动把前 NandFlash 的前 4k 搬到 S3C2410 的内部 RAM 中,并把内部 RAM 的首地址设为 0x00000000，CPU 从 0x00000000 开始执行. 所以,在 nandFlash 的前 4k 程序中,必须包含从 NandFlash 把 BootLoader 的其余部分装入 RAM 的程序.

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启动过程的汇编部分

当系统启动时,ARM CPU 会跳到 0x00000000 去执行。一般 BootLoader 都包括如下几个部分： 1.? 建立中断向量异常表

2. 显示的切换到 SVC 且 32 指令模式

3. 关闭 S3C2410 的内部看门狗

4.? 禁止所有的中断

5. 配置系统时钟频率和总线频率

6. 设置内存区的控制寄存器

7. 初始化中断

8. 安装中断向表量

9. 把可执行文件的各个段搬到运行态的各个位置

10. 跳到 C 代码部分执行

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启动过程的 C 部分

1. 初始化 MMU 2.初始化外部端口

3. 中断处理程序表初始化

4. 串口初始化