ARM IMPORT |Image$$RO$$Limit| 的含义

ARM启动代码解析
本文解析了ARM系统的启动代码中关键变量的意义与计算方法,如|Image$$RO$$Base|、|Image$$RO$$Limit|等,并详细介绍了如何通过调试软件ADS1.2获取这些变量的具体值。

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。

本文转载自http://blog.21ic.com/user1/4218/archives/2008/48399.html

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,0到55,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

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一个C程序文件,汇编程序的功能是初始化堆栈指针初始化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.sc1.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。
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