arm加載域和運行域的理解

般而言,一個程序包括只讀的代碼段和可讀寫的數據段。在ARM的集成開發環境中,只讀的代碼段和常量被稱作RO段(ReadOnly);可讀寫的全局變量和靜態變量被稱作RW段(ReadWrite);RW段中要被初始化爲零的變量被稱爲ZI段(ZeroInit)。對於嵌入式系統而言,程序映象都是存儲在Flash存儲器等一些非易失性器件中的,而在運行時,程序中的RW段必須重新裝載到可讀寫的RAM中。這就涉及到程序的加載時域和運行時域。簡單來說,程序的加載時域就是指程序燒入Flash中的狀態,運行時域是指程序執行時的狀態。對於比較簡單的情況,可以在ADS集成開發環境的ARM LINKER選項中指定RO BASE和RW BASE,告知連接器RO和RW的連接基地址。對於複雜情況,如RO段被分成幾部分並映射到存儲空間的多個地方時,需要創建一個稱爲“分佈裝載描述文件”的文本文件,通知連接器把程序的某一部分連接在存儲器的某個地址空間。需要指出的是,分佈裝載描述文件中的定義要按照系統重定向後的存儲器分佈情況進行。在引導程序完成初始化的任務後,應該把主程序轉移到RAM中去運行,以加快系統的運行速度。
什麼是arm的映像文件,
arm映像文件其實就是可執行文件,包括bin或hex兩種格式,可以直接燒到rom裏執行。在axd調試過程中,我們調試的是axf文件,其實這也是一種映像文件,它只是在bin文件中加了一個文件頭和一些調試信息。映像文件一般由域組成,域最多由三個輸出段組成(RO,RW,ZI)組成,輸出段又由輸入段組成。所謂域,指的就是整個bin映像文件所處在的區域,它又分爲加載域和運行域。加載域就是映像文件被靜態存放的工作區域,一般來說flash裏的 整個bin文件所在的地址空間就是加載域,當然在程序一般都不會放在 flash裏執行,一般都會搬到sdram裏運行工作,它們在被搬到sdram裏工作所處的地址空間就是運行域。我們輸入的代碼,一般有代碼部分和數據部分,這就是所謂的輸入段,經過編譯後就變成了bin文件中ro段和rw段,還有所謂的zi段,這就是輸出段。對於加載域中的輸出段,一般來說ro段後面緊跟着rw段,rw段後面緊跟着zi段。在運行域中這些輸出段並不連續,但rw和zi一定是連着的。zi段和rw段中的數據其實可以是rw屬性。
| Image$$RO$$Base| |Image$$RO$$Limit| |Image$$RW$$Base| |Image$$ZI$$Base| |Image$$ZI$$Limit|這幾個變量是編譯器通知的,我們在 makefile文件中可以看到它們的值。它們指示了在運行域中各個輸出段所處的地址空間,
| Image$$RO$$Base| 就是ro段在運行域中的起始地址,|Image$$RO$$Limit| 是ro段在運行域中的截止地址,其它依次類推。我們可以在linker的output中指定,在 simple模式中,ro base對應的就是| Image$$RO$$Base|,rw base 對應的是|Image$$RW$$Base|,由於rw和zi相連,|Image$$ZI$$Base| 就等於|Image$$RW$$limit|。其它的值都是編譯器自動計算出來的。
下面是2410啓動代碼的搬運部分,我給出註釋:
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是復位運行時域的起始地址,在boot nand中一般是0
ldr r2, BaseOfROM;
cmp r0, r2
ldreq r0, TopOfROM;TopOfROM=0x30001de0,代碼段地址的結束
beq InitRam
ldr r3, TopOfROM
;part 1,通過比較,將ro搬到sdram裏,搬到的目的地址從 | Image$$RO$$Base| 開始,到|Image$$RO$$Limit|結束
0
ldmia r0!, {r4-r7} ;將r0值作爲地址處(ResetEntry)連續的4個32位數依次轉入r4,r5,r6,r7;同時r0增加。
stmia r2!, {r4-r7};將r4,r5,r6,r7的值依次存入|Image$$RO$$Base|地址處;同時r2增加。
cmp r2, r3
bcc %B0;
;part 2,搬rw段到sdram,目的地址從|Image$$RW$$Base| 開始,到|Image$$ZI$$Base|結束
sub r2, r2, r3;r2=0 ;上面拷貝時每次拷貝4個雙字(32位)大小,但是RO段大小不一定是4的整數倍,所以可能多拷貝了幾個雙字大小,r2-r3得到多拷貝的個數
sub r0, r0, r2 ;
r0-(r2-r3)可以使r0指向在boot nand中RO的結束地址
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初始化爲0,地址從|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
至此三個輸出段組成(RO,RW,ZI)拷貝和初始化結束。

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