對(duì)ARM加載域和運(yùn)行域的理解
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什么是arm的映像文件，arm映像文件其實(shí)就是可執(zhí)行文件，包括bin或hex兩種格式，可以直接燒到rom里執(zhí)行。在axd調(diào)試過(guò)程中，我們調(diào)試的是axf文件，其實(shí)這也是一種映像文件，它只是在bin文件中加了一個(gè)文件頭和一些調(diào)試信息。映像文件一般由域組成，域最多由三個(gè)輸出段組成(RO,RW,ZI)組成，輸出段又由輸入段組成。所謂域，指的就是整個(gè)bin映像文件所處在的區(qū)域，它又分為加載域和運(yùn)行域。加載域就是映像文件被靜態(tài)存放的工作區(qū)域，一般來(lái)說(shuō)Flash里的 整個(gè)bin文件所在的地址空間就是加載域，當(dāng)然在程序一般都不會(huì)放在 Flash里執(zhí)行，一般都會(huì)搬到SDRAM里運(yùn)行工作，它們?cè)诒话岬絊DRAM里工作所處的地址空間就是運(yùn)行域。我們輸入的代碼，一般有代碼部分和數(shù)據(jù)部分，這就是所謂的輸入段，經(jīng)過(guò)編譯后就變成了bin文件中RO段和RW段，還有所謂的ZI段，這就是輸出段。對(duì)于加載域中的輸出段，一般來(lái)說(shuō)RO段后面緊跟著RW段，RW段后面緊跟著ZI段。在運(yùn)行域中這些輸出段并不連續(xù)，但RW和ZI一定是連著的。ZI段和RW段中的數(shù)據(jù)其實(shí)可以是RW屬性。
| Image
下面是2410啟動(dòng)代碼的搬運(yùn)部分，我給出注釋:
BaseOfROM DCD |Image
TopOfROM DCD |Image
BaseOfBSS DCD |Image
BaseOfZero DCD |Image
EndOfBSS DCD |Image
adr r0, ResetEntry; ResetEntry是復(fù)位運(yùn)行時(shí)域的起始地址，在boot nand中一般是0
ldr r2, BaseOfROM;
cmp r0, r2
ldreq r0, TopOfROM;TopOfROM=0x30001de0，代碼段地址的結(jié)束
beq InitRam
ldr r3, TopOfROM
；part 1，通過(guò)比較，將ro搬到sdram里，搬到的目的地址從 | Image
0
ldmia r0!, {r4-r7} ;將r0值作為地址處（ResetEntry）連續(xù)的4個(gè)32位數(shù)依次轉(zhuǎn)入r4，r5，r6，r7；同時(shí)r0增加。
stmia r2!, {r4-r7};將r4，r5，r6，r7的值依次存入|Image
cmp r2, r3
bcc %B0;
；part 2，搬rw段到sdram，目的地址從|Image
sub r2, r2, r3;r2=0 ;上面拷貝時(shí)每次拷貝4個(gè)雙字（32位）大小，但是RO段大小不一定是4的整數(shù)倍，所以可能多拷貝了幾個(gè)雙字大小，r2-r3得到多拷貝的個(gè)數(shù)
sub r0, r0, r2 ;r0-(r2-r3)可以使r0指向在boot nand中RO的結(jié)束地址
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，將sdram zi初始化為0，地址從|Image
mov r0, #0;init 0
ldr r3, EndOfBSS;EndOfBSS=30001e40
1
cmp r2, r3
strcc r0, [r2], #4
bcc %B1
至此三個(gè)輸出段組成(RO,RW,ZI)拷貝和初始化結(jié)束。
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RO段、RW段和ZI段 --Image
ARM程序的組成
此處所說(shuō)的“ARM程序”是指在ARM系統(tǒng)中正在執(zhí)行的程序，而非保存在ROM中的bin映像（image）文件，這一點(diǎn)清注意區(qū)別。
一個(gè)ARM程序包含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變量
ZI是程序中的未初始化的變量
由以上3點(diǎn)說(shuō)明可以理解為：
RO就是readonly，
RW就是read/write，
ZI就是zero
ARM映像文件的組成
所謂ARM映像文件就是指燒錄到ROM中的bin文件，也成為image文件。以下用Image文件來(lái)稱呼它。
Image文件包含了RO和RW數(shù)據(jù)。
之所以Image文件不包含ZI數(shù)據(jù)，是因?yàn)閆I數(shù)據(jù)都是0，沒(méi)必要包含，只要程序運(yùn)行之前將ZI數(shù)據(jù)所在的區(qū)域一律清零即可。包含進(jìn)去反而浪費(fèi)存儲(chǔ)空間。
Q：為什么Image中必須包含RO和RW？
A：因?yàn)镽O中的指令和常量以及RW中初始化過(guò)的變量是不能像ZI那樣“無(wú)中生有”的。
ARM程序的執(zhí)行過(guò)程
從以上兩點(diǎn)可以知道，燒錄到ROM中的image文件與實(shí)際運(yùn)行時(shí)的ARM程序之間并不是完全一樣的。因此就有必要了解ARM程序是如何從ROM中的image到達(dá)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的。
實(shí)際上，ROM中的指令至少應(yīng)該有這樣的功能：
1. 將RW從ROM中搬到RAM中，因?yàn)镽W是變量，變量不能存在ROM中。
2. 將ZI所在的RAM區(qū)域全部清零，因?yàn)閆I區(qū)域并不在Image中，所以需要程序根據(jù)編譯器給出的ZI地址及大小來(lái)將相應(yīng)得RAM區(qū)域清零。ZI中也是變量，同理：變量不能存在ROM中。在程序運(yùn)行的最初階段，RO中的指令完成了這兩項(xiàng)工作后C程序才能正常訪問(wèn)變量。否則只能運(yùn)行不含變量的代碼。
注意：如果一個(gè)變量被初始化為0，則該變量的處理方法與未初始化華變量一樣放在ZI區(qū)域。即：ARM C程序中，所有的未初始化變量都會(huì)被自動(dòng)初始化為0。RO包含了 Code和RO Data兩類數(shù)據(jù)。
總結(jié)：
1; C中的指令以及常量被編譯后是RO類型數(shù)據(jù)。
2; C中的未被初始化或初始化為0的變量編譯后是ZI類型數(shù)據(jù)。
3; C中的已被初始化成非0值的變量編譯后是RW類型數(shù)據(jù)。
評(píng)論