關於ro(rw)的問答

http://bbs.edw.com.cn/dispbbs.asp?boardid=20&replyid=249879&id=46592&page=1&skin=0&Star=1

請再解釋一個關於ADS中ro/rw base的疑惑（已查閱資料）！

首先說一下，我認爲我還是看了不少的資料，然後再來問這個問題的，看起來下面我寫的很多，其實我只是想把問題描述清楚一點，我認爲我已經寫的比較詳細了，所以應該不會耽誤各位大俠多少時間，所以希望能耐心看完，謝謝 ！

我的CPU是4510，我在各種資料上都看過相關的解釋：
-ro-base address（即設定Image$$RO$$Base－－我的理解）
這個選項將包含有RO(Read-Only屬性)輸出段的加載地址和運行地址設置爲address，
該地址必須是字對齊的，如果沒有指定這個選項，則默認的RO基地址值爲0x8000。
-rw-base address
這個選項設置包含RW(Read/Write屬性)輸出段的域的運行時地址，該地址必須是字對
齊的。

Image$$RO$$Base is the address of the read-only execution region (usually
contains code and read-only data).－－ro運行時地址

Image$$RW$$Base is the address of the read-write execution region (usually
contains data).－－rw運行時地址

所以大致意思，我是知道的，不過在還是在有幾個問題想不明白：

    問題1、就是這個設定的Image$$RO$$Base與我們復位時CPU讀取第一條指令的 0x0 地址有什麼關係？這個“Image$$RO$$Base”到底又設定了那些源代碼的運行起始地址？比如在一個Bootloader中，往往包含同時包含彙編代碼和C語言代碼兩部分，這個“Image$$RO$$Base”只設定了C語言中RO段的運行地址 ？（拷貝RO RW段代碼到Image$$RO$$Base，Image$$RW$$Base標識的位置是我的bootloader 彙編代碼進入C前做的最後一件事）
    如果說也設定了彙編中ro部分代碼的運行地址，那問題2又怎麼解釋 ？

    問題2、有人說“請注意，將工程編譯爲燒入Flash的二進制代碼時，需要將鏈接器重新設置，將調試時程序空間定位地址（RO Base地址）改爲0x00000000”，但我明明剛剛編譯的Bootloader就將ro base設爲了0xf00000，現在我已將其燒寫入Flash中測試過，Bootloader運行良好，而且在上電時Flash首先被映射到0地址開始的地方，這與設定的0xf00000差的很遠，當然在程序將進入C語言前，會remap SDRAM到0～16M空間，並將RO RW段拷貝到Image$$RO$$Base，Image$$RW$$Base標識的位置，問題是這個拷貝之前我的所有代碼（比如SDRAM初始化，remap，堆棧初始化等）都運行的很正常，這又怎麼解釋呢？
    這樣一來我到有個奇怪的想法就是，如果我的程序沒有C語言代碼，豈不是就可以不用管這個ro base的設置？因爲從一開機到拷貝ro/rw段前，我所有的彙編代碼執行良好。

    問題3、我的vector.S中復位入口“ResetEntry”的部分代碼如下，用AXD載入ADS編譯的這個.bin文件的時候可以看到，這個“ResetEntry”標號開始的代碼被編譯到了.bin文件的最前面，因爲我在鏈接設置裏面把reset section放在了img的最前面。我有點不明白就是這個“ResetEntry”標號代表着的一個地址與Image$$RO$$Base又有什麼關係 ？與復位時CPU讀取第一條指令的 0x0 地址又有什麼關係？因爲我的Bootloader在拷貝ro段代碼時用到了這個標號，同時我的Bootloader代碼也並不是真正放在Flash的起始部分(即開機的0地址處)，只是在0地址處放了一條跳轉到Flash的高端，再執行哪裏存放的Bootloader代碼。

            AREA reset, CODE, READONLY
ENTRY
           ;復位和上電啓動的入口
ResetEntry
           b SYS_RST_HANDLER
           b UDF_INS_HANDLER
.........................................


    4、我在AXD調試程序時還發現，調試過程中我可以把ADS生成的.bin文件載入SDRAM中任何位置，然後修改pc值執行之，不論你的Image$$RO$$Base，Image$$ROW$$Base設定在什麼地方，當然我的這個調試的程序肯定沒有對ro/rw段做任何的拷貝操作。這讓我更對RW段運行時地址和Image$$ROW$$Base的關係感到疑惑，因爲rw段中不是保存有程序需要的變量或數據麼？Image$$ROW$$Base設定了rw段的運行地址，那豈不是也就設定了運行時變量或數據在內存中的存在位置？那我用AXD加載的這個程序又在哪裏獲得的程序運行需要的變量和數據呢 ？

    上面的問題其實一直就困擾了我好久，不過因爲項目方面比較急，所以也就一直放在哪裏沒有對其深究，現在稍微有點空，才放到網上來，請各位解惑，非常感謝 ！
    我的表達能力也不怎麼好，上面的問題也許有點羅嗦，如果還有什麼沒有說清楚的也希望能提出來，3KS  ag ！


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四個問題其實就是一個，即鏈接器到底指定了什麼東西。簡單地說，linker把對函數的調用轉成向某一地址的跳轉，把對變量的讀寫轉成對某一地址的訪問。

但是，一段正在執行的代碼本身，從本質上來說，並不需要知道自己運行在什麼地址。只要PC指針有一個初值（比如0x0），然後每次加4之後，能取到下一條指令就行了。與此相關的另一個概念就是PIC（Position Independent Code，與位置無關的代碼）。

只有當代碼中調用了函數，向某個symbol跳轉或訪問了變量，才需要知道真實的地址。所以Image$$RO$$Base是否起作用，並不取決於C代碼和彙編代碼的區別，而在於PIC與PDC的區別。
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版主和TALISKER已經回答了樓主的問題。我也說說自己的看法，希望對你有幫助。
1. Image$$RO$$Base is the address of the read-only execution region
   你仔細琢磨RO BASE的意思，RO BASE指定的只是RO段的起始地址，注意：並沒
   有說始第一條指令的地址。所以，如果你的程序包括多個段的時候，有可能別
   的段放到了RO BASE指定的地址上，而並不是期望執行的第一條指令。在調試
   的時候，這不會造成什麼問題，因爲DEBUGGER會把PC指向程序的第一條指令。
   如果你把程序燒寫到FLASH裏面後，這可能會造成問題，因爲CPU在RESET後只
   從地址0x0處開始取指令。所以，如果你寫一個程序，期望程序從地址0x0開始
   執行，要滿足兩個條件：1－RO BASE要爲0x0，2－告訴linker，把包括你希望
   執行的第一天指令SECTION鏈接到RO段的最前面。
  
2. 對於你說到的第二個問題，爲什麼你把RO BASE設置爲0xF0000000還能從地址
   0x0開始執行？這是因爲4510的地址繞卷問題造成的，其實地址0xF0000000就是
   地址0x0，不信你可以自己測試一下，從地址0xF00000讀出來的指令和地址0x0
   的指令一樣。所以，你的第二個問題不是問題，這和RO BASE沒什麼關係。
  
3. 前面說過了，一個程序包括了RO段，但程序可能包括了很多個SECTION,在編譯
   的時候，各個section的RO段都是被鏈接到你指定的RO BASE開始的地方的，這
   就涉及到另外一個問題：在RO段裏面，你怎麼安排各個sedtion在RO段的順序？
   如果你寫的是BOOTLOADER的話，你必須要把包括你要執行的第一條指令的段放
   在最前面，這樣才能保證板子上電後能正常運行。
  
4. 我不知道你的程序裏面是否有RW段？程序分爲RO段和RW段，但並不是每個程序
   都一定有RW段，如果你的程序裏面沒有全局變量等，那編譯後，肯定是沒有RW
   段的，在這種情況下，你不進行RW段的拷貝，程序也能正常運行的。OK，在來
   看看你的問題，你說在編譯生成bin文件後，在bin文件裏如何定位RW段？答案
   是：單單依賴bin文件是無法定位RW段的。所以 － 如果你的程序有RW段的話，
   你必須在自己程序裏面處理RW段的拷貝。
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首先謝謝各位兄弟、大哥的回覆，非常感謝 ！

其次針對各位的回覆，再綜合我所知道的別人給的解釋，我想再談一下我自己現在的想法：
to Talisker：我不知道你想設定ro base在0x04的意思是什麼？

to Twentyone：
針對你的回答1：
“在調試的時候，這不會造成什麼問題，因爲DEBUGGER會把PC指向程序的第一條指令。”－－－我調試的時候採用的是ADW載入ADS編譯的二進制bin文件的方式，所以pc值或bin文件載入地址都是由我指定的，但都與ro base設定的值不同。
針對你的回答2：“對於你說到的第二個問題，爲什麼你把RO BASE設置爲0xF0000000還能從地址0x0開始執行？這是因爲4510的地址繞卷問題造成的，其實地址0xF0000000就是地址0x0”－－－你說的沒錯，0xF0000000地址最終會對應到0地址，不過我是將ro base設在了0xf00000,即15M內存的地方，而調試使用的obey xxx.ini命令將0～16M的內存都分配給了SDRAM，所以將ro base 設在0xf00000，還沒有到地址卷繞的地方。
針對你的回答4：
我調試的程序首先是比較簡單，那是不錯，不過變量肯定是有的，不論全局、局部變量，都有 ！是一個同時包含串口和IO口簡單測試的程序。

另外有人回答說：

解答問題1&2：這說明你的bootloader是基於相對地址的，也就是說與地址無關，而這也是對bootloader的一個基本要求。一般的bootloader都設計成地址無關的。

解答問題4：這說明你的程序比較小，或者函數調用不復雜，堆棧操作不頻繁等。也就是說，不按照你的設置的ro和rw基址調入程序，有可能數據空間不夠，或者代碼和數據重疊，程序執行就可能出錯。

－－－－－－我看這個回答好像是對的，不知道各位對此有什麼理解或看法 ？

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Twentyone：

文後附的是一個測試程序，這個程序可以驗證RW的影響。
測試的之前，你把你的板子的MEMORY給配置好，把SDRAM配置到地址0X0開始的地方。

測試1：程序的RO_BASE = 0x0，RW_BASE不設置，你用仿真器單步運行程序，然後觀察
內存0x800的內容變化，變化順序應該是0x0 -> 0x1 -> 0x2 ... -> 0x9

測試2：程序的R0_BASE不變，還是RO_BASE = 0x0，RW_BASE設置爲0x400，單步運行程
序，觀察內存0x800的內容變化，看看結果和第一次測試的是否一樣

我：

我試過了，也基本上清楚了，按照你的實驗設定測試2會看到0x800地址的數據不規則的變化，我又看了一下對應的彙編代碼（我是指編譯後的彙編代碼），發現程序在讀取array數組值時，是從rw base開始的地方讀取數據的，因此如果一開始沒有將rw段放到rw base開始的地方，則程序執行後讀取的數據肯定是不對的，這也符合rw base本身的意思，現在我應該說是徹底的清楚了，謝謝 ！
    我以前的問題是：我在程序中使用變量前首先就先改變了變量的值，因此RW段首先就被我程序先修改了，也就是說雖然我沒有搬移RW 段的操作，但是我重新修改了rw base開始的數據的值，對應到你的這個測試程序，也就是說本來我沒做搬移RW段的操作，則0x400地址開始的數據（在你這個測試程序中存放的是array數組的值）是不確定的，但後來程序一開始我就修改了array數組的數據，也即修改了0x400開始的數據，因此RW段雖然我沒有搬移操作，但其實也就被我重新設定正確了，然後再讀取使用，當然執行起來，當然就沒有什麼問題了，不過這裏有一點：就是我的程序本來就比較小，RW段也很小，所以沒有什麼問題，但如果程序大一點，RW段太大，我不能夠一一重新指定，那程序就會出錯了，問題解決，非常感謝 ！
    不過關於RO段的問題：RO base 設定值與bin程序載入值不同，但程序仍能正確執行的問題 。
    我想可能只能用我得代碼都是“地址無關”的這個來解釋了，對吧 ？
    這東西有點絞，不知道我上面的表達清楚沒？ 呵呵，如果沒什麼問題，我想就把上面這段話轉到電子產品世界去了，然後我那個帖子也就可以方封貼了，呵呵，不過真的非常感謝你的幫助，謝謝 ！

Twentyone：

不用客氣！

你說的很清楚，你的理解是正確的，關於RO_BASE的問題，如果程序完全運行正確的話
，只能用與地址無關來解釋。

如果你想做一個RO_BASE的測試的話，你可以寫一個測試程序，在程序裏面包括一些絕
對尋址的指令，你就會發現程序運行時用不同的RO_BASE的話，運行會有問題的（可能
不影響結果，但中間肯定是有地方和你期望的不一樣的）。


ft，忘了貼代碼了，Twentyone大俠的測試程序如下：

init.s:

AREA    Init, CODE, READONLY
CODE32
ENTRY
ARM
LDR SP, =0xC00
IMPORT CTEST
B    CTEST
END


test.c:

unsigned int array[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

int CTEST(void)
{
int i;
unsigned int base; 
i = 0;
base = 0x800;
for(i = 0; i < 10; i++){
  *((unsigned int*)(base)) = array[i];
}
return 0;
}