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ARM映像文件

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1.ELF格式文件的结构

1.1映像文件组成部分

**一个映像文件有一个或多个域组成
**每个域包含一个或多个输出段
**每个输出段包含一个或多个输入段
**各输入段中包含了目标文件中的代码和数据

输入段中包含了四类内容：代码、已经初始化的数据、未经初始化的存储区域、内容初始化成0的存储区域。每个输入段有相应的属性，可以为只读的（RO）、可读写的（RW）以及初始化成0的（ZI）。ARM连接器根据个输入段的属性将这些输入段分组，再组成不同的输出段及域。
一个输出段中包含了一系列的具有相同的RO、RW和ZI属性的输入段。输出段的属性与其中包含的输入段的属性相同。在一个输出段的内部，各输入段是按照一定的规则排序的，这将在1.3节油详细地介绍。
一个域中包含1-3个输出段，其中个输出段的属性各不相同。各输出段的排列顺序是由其属性决定的。其中RO属性的输出段排在最前面，其次是RW属性的输出段，最后是ZI属性的输出段。一个域通常映射到一个物理存储器上，如ROM或RAM。

1.2ARM映像文件各组成部分的地址影射

ARM映像文件各组成部分在存储系统中的地址有两种：一种是映像文件位于存储器中时（也就是该映像文件运行之前）的地址，称之为加载地址；一种是映像文件运行时的地址，称之为运行时地址。之所以有这两种地址，是因为映像文件在运行时，其中的有些域是可以移动的新的存储区域。比如，已经初始化的RW属性的数据所在的段运行之前可能保存系统的ROM中，在运行时，他被移动至RAM中。
通常，一个映像文件包含若干个域，各域又包含若干的输出段。ARM连接器需要知道如下的信息，已决定如何生成相应的映像文件。
**分组信息          决定如何将个输入段组织成相应的输出段和域。
**定位信息          决定个域在存储空间地址中的起始地址。
根据映像文件中地址映射的复杂程度，有两种方法来告诉arm连接器这些相关信息。对于映像文件中地址映射关系比较简单的情况，可以使用命令行选项；对于映像文件中地址映射关系比较复杂的情况，可以使用一个配置文件。

2.arm映像文件的入口点

2.1arm映像文件的入口点有两种类型：一种是映像文件运行时的入口点，称为初始入口点（initial entry point），另一种是普通入口点（entry point）.
初始入口点是映像文件运行时的入口点，每个映像文件只有一个唯一的初始入口点，它保存在ELF头文件中。如果映像文件是被操作系统加载的，操作系统是通过跳转到该初始入口点处来加载该映像文件。
普通的入口点是在汇编中用ENTRY伪操作定义。他通常用于标志该段代码是通过异常中断处理程序进入的。这样连接器删除无用的段时不会将该段代码删除。一个映像文件中可以定义多个普通入口点。
应该注意的是，初始入口点可以使普通入口点，但也可以不是普通入口点。

2.2定义初始入口点

初始入口点必须满足下面两个条件：
**初始入口点必须位于映像文件的运行时域内。
**饱含初始入口点的运行时域不能被覆盖，他的加载地址和运行地址必须是相同的。
可以使用连接选项-entry address来指定映像文件的初始入口点。这时，address指定了映像文件的初始入口点的地址值。
对于地址0x0处为rom的嵌入式应用系统，可以使用-entry 0x0来指定映像文件的初始入口点。这样当系统复位后，自动跳转到该入口开始执行。
如果映像文件是被一个加载器加载的，该映像文件该映像文件必须包含一个初始化入口点。这种映像文件通常还包含了其他普通入口点，这些普通入口点一般为异常中断处理程序的入口地址。
当用户没有指定-entry address时，连接器根据下面的规则决定映像文件的初始入口点。
**如果输入的目标文件中只有一个普通入口点，该普通入口点被连接器当成映像文件的初始入口点。
**如果输入的目标文件中没有一个普通入口点，或者其中的普通入口点多于一个，则连接器生成的映像文件中不包含初始入口点，并产生警告信息。

2.3普通入口点的用法

普通入口点是在汇编中用ENTRY 伪操作定义。在嵌入式应用中，各异常中断的处理程序入口使用普通入口点标示。这样连接器在删除无用段时不会将该段代码删除。
一个映像文件中可以定义多个普通入口点。没有指定连接选项-entry addres时，如果输入的目标文件中只有一个普通入口点，该入口点被连接器当成映像文件的初始入口点。

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在应用程序中安装异常中断处理程序 ***************************************************** 1.使用跳转指令：可以在异常中断对应异常向量表中特定位置放置一条跳转指令，直接跳转到该异常中断的处理程序。这种方法有一个缺点，即只能在32M空间范围内跳转。 2.使用数据读取指令LDR：使用数据读取指令LDR向程序计数器PC中直接赋值。这种方法分为两步：先将异常中断处理程序的绝对地址存放在存放在距离向量表4KB范围内的一个存储单元中；再使用数据读取指令LDR将该单元的内容读取到程序计数器PC中。   **在系统复位时安装异常中断处理程序** 1.地址0x00处为ROM的情况   使用数据读取指令LDR示例如下所示：   Vector_Init_Block   LDR PC, Reset_Addr   LDR PC, Undefined_Addr   LDR PC, SW_Addr   LDR PC, Prefeth_Addr   LDR PC, Abort_Addr   NOP   LDR PC, IRQ_Addr   LDR PC, FIQ_Addr   Reset_Addr  DCD Start_Boot   Undefined_Addr DCD Undefined_Handle   SW_Addr  DCD SWI_Handle   Prefeth_Addr  DCD Prefeth_Handle   Abort_Addr  DCD Abort_Handle    DCD 0   IRQ_Addr  DCD IRQ_Handle   FIQ_Addr  DCD FIQ_Handle 使用跳转指令的示例如下所示：   Vector_Init_Block   BL Reset_Handle   BL DCD Undefined_Handle   BL SWI_Handle   BL Prefeth_Handle   BL Abort_Handle   NOP   BL IRQ_Handle   BL FIQ_Handle 2.地址0x00处为RAM的情况 地址0x00处为RAM时，中断向量表必须使用数据读取指令直接指向PC中赋值的形式。而且，必须使用下面的代码巴中断向量表从ROM中复制到RAM中地址0x00开始处的存储空间中：    MOV r8,#0  ADR r9,Vector_Init_Block  ;复制中断向量表（8字）  LDMIA r9!,(r0-r7)  STMIA r8!,(r0-r7)  ;复制保存各中断处理函数地址的表（8字words）  LDMIA r9!,(r0-r7)  STMIA r8!,(r0-r7)