ARM IMPORT Image$RO$Limit 的含义

本文详细解释了ARM启动代码中的关键变量|Image$$RO$$Base|、|Image$$RW$$Base|、|Image$$ZI$$Base|的含义及其计算方法,并介绍了RO、RW和ZI段的概念。

ARM IMPORT Image$$RO$$Limit 的含义

IMPORT |Image$$RO$$Base| ; Base of ROM code

IMPORT |Image$$RO$$Limit| ; End of ROM code (=start of ROM data)

IMPORT |Image$$RW$$Base|   ; Base of RAM to initialise

IMPORT |Image$$ZI$$Base|   ; Base and limit of area

IMPORT |Image$$ZI$$Limit| ; to zero initialise

IMPORT MMU_SetAsyncBusMode

IMPORT MMU_SetFastBusMode ;

 

IMPORT Main    ; The main entry of mon program

 

............

 

对于刚学习ARM的人来说,如果分析它的启动代码,往往不明白下面几个变量的含义:|Image$$RO$$Limit||Image$$RW$$Base||Image$$ZI$$Base|

 

首先申明我使用的调试软件为ADS1.2,当我们把程序编写好以后,就要进行编译和链接了,在ADS1.2中选择MAKE按钮,会出现一个Errors and Warnings 的对话框,在该栏中显示编译和链接的结果,如果没有错误,在文件的最后应该能看到Image component sizes,后面紧跟的依次是CodeRO Data RW Data ZI Data Debug 各个项目的字节数,最后会有他们的一个统计数据:

 

Code 163632 RO Data 20939 RW Data 53 ZI Data 17028

 

Tatal RO size (Code+ RO Data)             184571 (180.25kB)

 

Tatal RW size(RW Data+ ZI Data)           17081(16.68 kB)

 

Tatal ROM size(Code+ RO Data+ RW Data)   184624(180.30 kB)

 

后面的字节数是根据用户不同的程序而来的,下面就以上面的数据为例来介绍那几个变量的计算。

 

ADSDebug Settings中有一栏是Linker/ARM Linker,在output选项中有一个RO base选项,下面应该有一个地址,我这里是0x0c100000(不是每个都一样的),后面的RW base 地址是0x0c200000,然后在Options选项中有Image entry point ,是一个初始程序的入口地址,我这里是0x0c100000

 

有了上面这些信息我们就可以完全知道这几个变量是怎么来的了:

 

|Image$$RO$$Base| = Image entry point = 0x0c100000 ;表示程序代码存放的起始地址

 

|Image$$RO$$Limit|=程序代码起始地址+代码长度+1=0x0c100000+Tatal RO size+1

 

= 0x0c100000 + 184571 + 1 = 0x0c100000 +0x2D0FB + 1

 

= 0x0c12d0fc

 

|Image$$RW$$Base| = 0x0c200000 ;RW base 地址指定

 

|Image$$RW$$Limit| =|Image$$RW$$Base|+ RW Data 53 = 0x0c200000+0x374的倍数,055,共56个单元)

 

=0x0c200037

 

|Image$$ZI$$Base| = |Image$$RW$$Limit| + 1 =0x0c200038

 

|Image$$ZI$$Limit| = |Image$$ZI$$Base| + ZI Data 17028

 

                            =0x0c200038 + 0x4284

 

                            =0x0c2042bc

 

也可以由此计算:

 

|Image$$ZI$$Limit| = |Image$$RW$$Base| +TatalRWsize(RWData+ZIData) 17081

 

                            =0x0c200000+0x42b9+3(要满足4的倍数)

 

                            =0x0c2042bc

 

 

ARM启动代码学习(一)RORW还有ZI代表什么?

 

一般而言,一个程序包括只读的代码段和可读写的数据段。在ARM的集成开发环境中,只读的代码段和常量被称作RO(ReadOnly);可读写的全局变量和静态变量被称作RW(ReadWrite)RW段中要被初始化为零的变量被称为ZI(ZeroInit)。对于嵌入式系统而言,程序映象都是存储在Flash存储器等一些非易失性器件中的,而在运行时,程序中的RW段必须重新装载到可读写的RAM中。这就涉及到程序的加载时域和运行时域。简单来说,程序的加载时域就是指程序烧入Flash中的状态,运行时域是指程序执行时的状态。对于比较简单的情况,可以在ADS集成开发环境的ARM LINKER选项中指定RO BASERW BASE,告知连接器RORW的连接基地址。对于复杂情况,如RO段被分成几部分并映射到存储空间的多个地方时,需要创建一个称为分布装载描述文件的文本文件,通知连接器把程序的某一部分连接在存储器的某个地址空间。需要指出的是,分布装载描述文件中的定义要按照系统重定向后的存储器分布情况进行。在引导程序完成初始化的任务后,应该把主程序转移到RAM中去运行,以加快系统的运行速度。

   什么是arm的映像文件,arm映像文件其实就是可执行文件,包括binhex两种格式,可以直接烧到rom里执行。在axd调试过程中,我们调试的是axf文件,其实这也是一种映像文件,它只是在bin文件中加了一个文件头和一些调试信息。映像文件一般由域组成,域最多由三个输出段组成(RO,RW,ZI)组成,输出段又由输入段组成。所谓域,指的就是整个bin映像文件所处在的区域,它又分为加载域和运行域。加载域就是映像文件被静态存放的工作区域,一般来说flash里的整个bin文件所在的地址空间就是加载域,当然在程序一般都不会放在 flash里执行,一般都会搬到sdram里运行工作,它们在被搬到sdram里工作所处的地址空间就是运行域。我们输入的代码,一般有代码部分和数据部分,这就是所谓的输入段,经过编译后就变成了bin文件中ro段和rw段,还有所谓的zi段,这就是输出段。对于加载域中的输出段,一般来说ro段后面紧跟着rw段,rw段后面紧跟着zi段。在运行域中这些输出段并不连续,但rwzi一定是连着的。zi段和rw段中的数据其实可以是rw属性。

   | Image$$RO$$Base| |Image$$RO$$Limit| |Image$$RW$$Base| |Image$$ZI$$Base| |Image$$ZI$$Limit|这几个变量是编译器通知的,我们在 makefile文件中可以看到它们的值。它们指示了在运行域中各个输出段所处的地址空间,| Image$$RO$$Base| 就是ro段在运行域中的起始地址,|Image$$RO$$Limit| ro段在运行域中的截止地址,其它依次类推。我们可以在linkeroutput中指定,在 simple模式中,ro base对应的就是| Image$$RO$$Base|rw base 对应的是|Image$$RW$$Base|,由于rwzi相连,|Image$$ZI$$Base| 就等于|Image$$RW$$limit|。其它的值都是编译器自动计算出来的。

下面是2410启动代码的搬运部分,我给出注释:

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是复位运行时域的起始地址,在boot nand中一般是0

ldr r2, BaseOfROM;

cmp r0, r2

ldreq r0, TopOfROM;TopOfROM=0x30001de0,代码段地址的结束

beq InitRam

ldr r3, TopOfROM

part 1,通过比较,将ro搬到sdram里,搬到的目的地址从 | Image$$RO$$Base| 开始,到|Image$$RO$$Limit|结束

0

ldmia r0!, {r4-r7} ;r0值作为地址处(ResetEntry)连续的432位数依次转入r4r5r6r7;同时r0增加。

stmia r2!, {r4-r7};r4r5r6r7的值依次存入|Image$$RO$$Base|地址处;同时r2增加。

cmp r2, r3

bcc %B0;

part 2,搬rw段到sdram,目的地址从|Image$$RW$$Base| 开始,到|Image$$ZI$$Base|结束

sub r2, r2, r3;r2=0 ;上面拷贝时每次拷贝4个双字(32位)大小,但是RO段大小不一定是4的整数倍,所以可能多拷贝了几个双字大小,r2-r3得到多拷贝的个数

sub r0, r0, r2 ;r0-(r2-r3)可以使r0指向在boot nandRO的结束地址

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,将sdram zi初始化为0,地址从|Image$$ZI$$Base||Image$$ZI$$Limit|

mov r0, #0;init 0

ldr r3, EndOfBSS;EndOfBSS=30001e40

1

cmp r2, r3

strcc r0, [r2], #4

bcc %B1

至此三个输出段组成(RO,RW,ZI)拷贝和初始化结束。                          

 

               

 

RO段、RW段和ZI       

 

  

 

ARM。这些必须要懂:一直以来对于ARM体系中所描述的RORWZI数据存在似是而非的理解,这段时间对其仔细了解了一番,发现了一些规律,理解了一些以前书本上有的但是不理解的东西,我想应该有不少人也有和我同样的困惑,因此将我的一些关于RORWZI的理解写出来,希望能对大家有所帮助。

要了解RORWZI需要首先了解以下知识:

ARM程序的组成

此处所说的“ARM程序是指在ARM系统中正在执行的程序,而非保存在ROM中的bin映像(image)文件,这一点清注意区别。

一个ARM程序包含3部分:RORWZI

RO是程序中的指令和常量

RW是程序中的已初始化变量

ZI是程序中的未初始化的变量

由以上3点说明可以理解为:

RO就是readonly

RW就是read/write

ZI就是zero

ARM映像文件的组成

所谓ARM映像文件就是指烧录到ROM中的bin文件,也成为image文件。以下用Image文件来称呼它。

Image文件包含了RORW数据。

之所以Image文件不包含ZI数据,是因为ZI数据都是0,没必要包含,只要程序运行之前将ZI数据所在的区域一律清零即可。包含进去反而浪费存储空间。

Q:为什么Image中必须包含RORW

A:因为RO中的指令和常量以及RW中初始化过的变量是不能像ZI那样无中生有的。

ARM程序的执行过程

从以上两点可以知道,烧录到ROM中的image文件与实际运行时的ARM程序之间并不是完全一样的。因此就有必要了解ARM程序是如何从ROM中的image到达实际运行状态的。

实际上,RO中的指令至少应该有这样的功能:

1. RWROM中搬到RAM中,因为RW是变量,变量不能存在ROM中。

2. ZI所在的RAM区域全部清零,因为ZI区域并不在Image中,所以需要程序根据编译器给出的ZI地址及大小来将相应得RAM区域清零。ZI中也是变量,同理:变量不能存在ROM

在程序运行的最初阶段,RO中的指令完成了这两项工作后C程序才能正常访问变量。否则只能运行不含变量的代码。

 

 来自 :http://wenku.baidu.com/view/cbdd974be45c3b3567ec8bb6.html###

实验二 ARM C/C++语言实验1 实验目的通过实验了解使用ADS1.2编写C语言程序,并进行调试。2 实验内容(1)编写一个汇编程序文件和一个C程序文件,汇编程序的功能是初始化堆栈指针和初始化C程序的运行环境,然后跳转到C程序运行,这就是一个简单的启动程序。C程序使用加法运算来计算1+2+3+…+(N-1)+N的值(N>0)。(2)使用ADS1.2软件仿真,单步,全速运行程序,设置断点,打开寄存器窗口(Processor Registers)监视R0,R1的值,打开存储器观察窗口(Memory)监视0x30003000上的值。3 预备知识 (1) ARM指令系统内容;(2) APCS(ARM Procedure Call Standard)过程调用内容;(3) ADS1.2工程编辑和AXD调试的内容。4 实验设备 硬件:PC机一台。软件:Windows98/XP/2000系统,ADS1.2集成开发环境。 5 实验步骤 (1).启动ADS1.2,使用ARM Executable Image工程模板建立一个工程c1.mcp。(2).建立汇编源文件Startup.s和c1.c,编写实验程序,然后添加到工程中。(3).设置工程连接地址RO Base为0x30000000,RW Base为0x30003000,设置调试口地址Image entry point为0x30000000。(4).设置位于开始位置的起始代码段。方法:在ARM Linker中的Object/Symbol的栏中填写Startup.o,即Startup.s文件的目标代码;在Section栏中填写启动段名Start。 (5).编译连接工程,选择Project|Debug,启动AXD进行软件仿真调试。(6).在Startup.S的”B Main”处设置断点, 然后全速运行程序。(7).程序在断点处停止,单步运行程序,判断程序是否跳转到C程序中运行。(8).选择Processor Views | Variables打开变量观察窗口,观察全局变量的值,单步/全速运行程序,判断程序的运算结果是否正确。6 实验报告内容在ADS1.2中能直接编写C语言程序进行运行吗?为什么?在汇编语言中调用C语言的格式怎样?汇编语言如何向C程序语言函数传递参数?7 参考程序(1)汇编语言Startup.s程序代码 IMPORT |Image$$RO$$Limit| IMPORT |Image$$RW$$Base| IMPORT |Image$$ZI$$Base| IMPORT |Image$$ZI$$Limit| IMPORT Main AREA Start,CODE,READONLY ENTRY CODE32Reset LDR SP,=0x40003F00 LDR R0,=|Image$$RO$$Limit| LDR R1,=|Image$$RW$$Base| LDR R3,= |Image$$ZI$$Base| CMP R0,R1 ;比较只读区域结束地址和读写区域起始地址,目的是判断有几个执;行区域,影响标志位Z BEQ LOOP1 ;如果只有一个可执行区域,直接在读写区域末尾进行ZI区域的0初始化,;即跳到LOOP1标号处;否则顺序执行标号LOOP0LOOP0 CMP R1,R3 ;比较不断增大的读写区域起始地址与0初始化区域的起始地址。 ;影响标志位C,如果R1<R3,C=0,条件CC为True,执行以下3条语句。 LDRCC R2,[R0],#4 ;将[R0]处的内容搬移到[R1]处 STRCC R2,[R1],#4 BCC LOOP0 ;如果不相等,跳回LOOP0继续搬移数据(可能包含能改变自身的;程序),如果相等,则执行LOOP1标号后的程序LOOP1 LDR R1,=|Image$$ZI$$Limit| ;这里R1又重新赋值为ZI的末地址 MOV R2,#0LOOP2 CMP R3,R1 ;比较ZI的开始地址R3与末地址R1,如果R3<R1,则CC为True STRCC R2,[R3],#4 ;初始化ZI区域 BCC LOOP2 ;如果0初始化区域的终止地址小于不断增大的0初始化区域起始地址,;则跳到标号LOOP2处继续循环执行 B Main END (2)C语言C1.C程序代码#define uint8 unsigned char#define uint32 unsigned int#define N 100uint32 sum;void Main(void){ uint32 i; sum=0; for(i=0;i<=N;i++) { sum+=i; } while(1);}说明:①使用IMPORT关键字说明的几个变量是ADS编译器使用的变量;②|Image$$RO$$Base|是程序段的起始地址,即在编译器中RO的首地址,例如0x30000000。|Image$$RO$$Limit|是代码段占用的末尾地址加1,此地址无代码段内容,上一地址号有代码内容。代码段存储代码编译内容和程序中定义的常量。③|Image$$RW$$Base|是在编译器中配置的RW的首地址,例如0x30003000。|Image$$RW$$Limit|是数据段占用的末尾地址多1,它也是|Image$$ZI$$Base|的地址值,此地址无数据段内容,上一地址号有数据内容。数据段存储程序中定义的可读写的全局变量和静态变量。④|Image$$ZI$$Base| 是RW段中要被初始化为零(ZI ZeroInit)的变量段的起始地址,它与RW段的地址是连续的,即等于|Image$$RW$$Limit|。|Image$$ZI$$Limit|是初始化为0的RW段占用的末尾地址。即ZI数据段存储程序中定义的全局变量,但没有赋值。⑤经编译器编译的程序代码的空间分布是,代码段编译代码、有初始化赋值的RW数据段代码、没有初始化的全局变量代码ZI数据段。它们编译后是连续分布的,经main函数前面的一段汇编语言程序,程序代码段的物理存储位置保持不变,首地址为|Image$$RO$$Base|,RW数据段将搬移到编译器配置的实际物理地址|Image$$RW$$Base|的首地址处,之后连续搬移存放ZI数据段。⑥ C编译后的存储器分布与ADS的存储器分布映射图注意:|Image$$RO$$Limit|就是为判断|Image$$RW$$Base|而设计的,当|Image$$RO$$Limit|大于|Image$$RW$$Base|时,说明ADS设置的数据区RW区初值设置太小,没有给代码区留有足够的空间。此程序中没有考虑到这种情形。当|Image$$RO$$Limit|等于|Image$$RW$$Base|时,说明ADS设置的数据区RW区正好与代码的数据区重合,此时不需要对RW的数据区进行搬移,只需要将ZI区清“0”。当|Image$$RO$$Limit|小于|Image$$RW$$Base|时,说明ADS设置的数据区RW区初值大于C代码段的末值,需要对数据区RW进行搬移。
最新发布
10-21
评论 1
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值