写的不错的,因此转载下,做个记录。

@(嵌入式)

[TOC]

源文件编译后生成 elf 格式的目标文件(各种.o), 与运行时库经过连接器处理后,生成可以被写入嵌入式设备 ROM 中的 elf 格式文件。

ARM 映像文件

ARM 映像文件是一个层次结构文件, 包含域(region), 输出段(output section)和输入段(input section)

映像文件组成

  • 域 1(加载时对应的一块存储区域 -- “rom 中”)
    • 输出段 1 (运行时对应的一块存储区域 -- “ram中”’)
      • 输入段 1(编译出来个各个.o)
      • 输入段 2
      • 多个输入段
        • 输入段 包含代码/数据 (属性可能是 : R0/RW/ZI)
    • 输出段 2
    • 最多三个输出段, 各输出段属性不同, 与包含输入段一致(在域中排序按照 R0/RW/ZI)
  • 域 2
  • 多个域 组成 **一个域通常映射到一个物理存储器上 **, 如 ROM/RAM等

映像文件地址映射

文件中个部分在存储系统中地址有两种

  • 加载时地址
    映像文件位于存储器中, 运行前的地址。举个例子, 字符串 uint8* hell = "hell world"编译后,运行前保存在ROM中的地址 A, 在运行时被加载到内存中 B, 这里 A 就是加载时地址, 而程序运行时读取的地址时B, 也就是下面的运行时地址。
  • 运行时地址
    映像文件运行后加载到存储器的地址

举个例子

区域 加载时地址 --> 运行时地址
RAM      
RAM     ZI段
RAM     RW段
ROM RW段    
ROM RO段   RO段

程序运行时, 代码和数据保存在ROM 中, ZI属性的数据不存在。当运行时, 数据被加载到内存区域

ARM 映像文件入口点

地址分类 :

  • 映像文件运行时入口地点, 称为初始入口点 (Intial Entry Point)
    唯一性,加载文件后跳转到的入口
  • 普通入口点
    汇编程序中 ENTRY 伪操作定义的, 通常用于标志异常处理程序入口,这样连接器删除无用段时,不会把该段代码删除。

初始入口点

  • 初始入口点必须位于映像的运行时域(因为运行时才会跳转到)
  • 初始入口点所在运行时域的的加载地址和运行时地址相同(固定域, Root Region)

以上映像文件映射信息,在 keil 中通过 scatter 配置文件进行描述。 Scatter File 用于armlink, Linker Script File 用于 GNU LD 它们的功效是一样的,即告诉Linker用一定的memory layout来生成最后的image。

Scatter File

Scatter file 是一个文本文件,描述连接器(armlink)生成映像文件时需要的信息(加载时域和运行时域 -- 存储时角度和运行时角度看待数据分布 )( 连接器会在连接的时候加入加载时候的代码段,完成程序加载工作),
如下一个文件的组织情况 :

 
连接器 -- Scatter File & Linker Script File
from arm

例子

一个加载时域

映像文件保存在 0x10000 地址, 运行的时候, 从该地值读取数据加载到指定区域(运行时域没有指定, 同加载时域,并按配置文件分类存放)

LR_1 0x010000        ; 加载时域LR_1, 也就是加载的时候,从这个地址读取数据
{
    ER_RO +0 0x400       ; 第一个运行时域, 没有指定其实地址,所以为 0x010000, 大小限制在0x400
    {
        * (+RO)      ; 所有 R0 文件放置在这个区域  (这就是一个输入段)
    }
    ER_RW 0x040000   ; 第二个运行时与,指定地址0x040000, 放置所有RW数据
    {
        * (+RW) 
    }
    ER_ZI +0         ; 最后一个运行时域,放置 ZI
                     ; 地址是上一个地址结束的 0 偏移, 也就是紧跟其后
    {
        * (+ZI)   
    }
}

连接添加 --ro-base=0x010000 --rw-base=0x040000 选项, 也可以达到如上配置文件的效果(当比较复杂的时候这样就不好实现了)

二个加载时域

LR_1 0x010000     ; The first load region is at 0x010000.
{
    ER_RO +0      ; The address is 0x010000.
    {
        * (+RO)
    }
}
LR_2 0x040000     ; The second load region is at 0x040000.
{
    ER_RW +0      ; The address is 0x040000.
    {
        * (+RW)   ; All RW sections are placed consecutively into this region.
    }
    ER_ZI +0      ; The address is 0x040000 + size of ER_RW region.
    {
        * (+ZI)   ; All ZI sections are placed consecutively into this region   .
    }
}

实际例子

下面是一个实际的蓝牙工程, 芯片的内存映射见如下文档
dialog14580-MemoryMap
下面我把原来的文档没有的上出掉,剩下最基本的一部分
映像文件被加载到 0x20000000 地址后会按照文件描述展开运行。

#! armcc -E -I .\,.\..,.\..\src\config,.\..\..\sdk\common_project_files\ --cpu Cortex-M0

#include "da1458x_config_basic.h"
#include "da1458x_config_advanced.h"
#include "da1458x_scatter_config.h"    
;  直接包含一些头文件, 可以使用其中的宏定义作为参数

; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************
;
; This scatter file is set up for EM_MAP == 23!
; If an application uses a different memory layout then it must
; use a customized scatter file.
;**************************************************************

LR_IROM1 0x20000000 0x160 {                     
; load region size_region, 最大 0x160
    ER_IROM1 0x20000000 0x160 {                 
; load address = execution address 是一个初始入口点
        *.o (RESET, +First)
    }
}
 
LR_IROM2 0x20000160 

相关文章: