objcopy如何计算将elf文件插入输出文件的哪些部分?

时间:2019-07-18 23:48:13

标签: c linker embedded stm32 elf

假设我运行arm-none-eabi-objcopy firmwared.elf -O ihex firmware.hex

假设二进制文件是使用以下链接描述文件生成的:

ENTRY(Reset_Handler)

MEMORY
{
  FLASH (RX) : ORIGIN = 0x08020000, LENGTH = 896K
  SRAM (RWX) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 512K
  BKPSRAM (RW) : ORIGIN = 0x40024000, LENGTH = 4K
}

_estack = 0x20080000;

SECTIONS
{
  .isr_vector :
  {
    . = ALIGN(4);
    _isr_vector = .;
    KEEP(*(.isr_vector))
    . = ALIGN(4);
  } > FLASH

  .firmware_header_vector :
  {
    . = ALIGN(4);
    KEEP(*(.firmware_header_vector))
    . = ALIGN(4);
  } > FLASH

  .text :
  {
    . = ALIGN(4);
    _stext = .;
    *(.Reset_Handler)
    *(.text)
    *(.text*)
    *(.rodata)
    *(.rodata*)
    *(.glue_7)
    *(.glue_7t)
    KEEP(*(.init))
    KEEP(*(.fini))
    . = ALIGN(4);
    _etext = .;

  } > FLASH

  .ARM.extab :
  {
    . = ALIGN(4);
    *(.ARM.extab)
    *(.gnu.linkonce.armextab.*)
    . = ALIGN(4);
  } > FLASH

  .exidx :
  {
    . = ALIGN(4);
    PROVIDE(__exidx_start = .);
    *(.ARM.exidx*)
    . = ALIGN(4);
    PROVIDE(__exidx_end = .);
  } > FLASH

  .preinit_array :
  {
    PROVIDE(__preinit_array_start = .);
    KEEP(*(.preinit_array*))
    PROVIDE(__preinit_array_end = .);
  } > FLASH

  .init_array :
  {
    PROVIDE(__init_array_start = .);
    KEEP(*(SORT(.init_array.*)))
    KEEP(*(.init_array*))
    PROVIDE(__init_array_end = .);
  } > FLASH

  .fini_array :
  {
    PROVIDE(__fini_array_start = .);
    KEEP(*(.fini_array*))
    KEEP(*(SORT(.fini_array.*)))
    PROVIDE(__fini_array_end = .);
  } > FLASH

  _sidata = .;
  .data_x : AT(_sidata) /* LMA address is _sidata (in FLASH) */
  {
    . = ALIGN(4);
    _sdata = .; /* data section VMA address */
    *(.data*)
    . = ALIGN(4);
    _edata = .;
  } > SRAM

  .firmware_header (_sidata + SIZEOF(.data_x)):
  {
    . = ALIGN(4);
    KEEP(*(.firmware_header))
    . = ALIGN(4);
  } > FLASH

  .eth (NOLOAD) :
  {
    . = ALIGN(4);
    KEEP(*(.RxDecripSection))
    KEEP(*(.TxDescripSection))
    KEEP(*(.RxarraySection))
    KEEP(*(.TxarraySection))
    . = ALIGN(4);
  } > SRAM

  .bss :
  {
    . = ALIGN(4);
    _sbss = .;

    PROVIDE(__bss_start__ = _sbss);
    *(.bss)
    *(.bss*)
    *(COMMON)
    . = ALIGN(4);
    _ebss = .;

    PROVIDE(__bss_end__ = _ebss);
  } > SRAM

  PROVIDE(end = .);

  .heap (NOLOAD) :
  {
    . = ALIGN(4);
    PROVIDE(__heap_start__ = .);
    KEEP(*(.heap))
    . = ALIGN(4);
    PROVIDE(__heap_end__ = .);
  } > SRAM

  .reserved_for_stack (NOLOAD) :
  {
    . = ALIGN(4);
    PROVIDE(__reserved_for_stack_start__ = .);
    KEEP(*(.reserved_for_stack))
    . = ALIGN(4);
    PROVIDE(__reserved_for_stack_end__ = .);
  } > SRAM

  .battery_backed_sram (NOLOAD) :
  {
    . = ALIGN(4);
    KEEP(*(.battery_backed_sram))
    . = ALIGN(4);
  } > BKPSRAM

  /DISCARD/ :
  {
    *(.ARM.attributes)
  }
}

这将导致readelf输出:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] .isr_vector       PROGBITS        08020000 010000 0001f8 00  WA  0   0  4
  [ 2] .firmware_header_ PROGBITS        080201f8 0101f8 000004 00  WA  0   0  4
  [ 3] .text             PROGBITS        08020200 010200 021b44 00  AX  0   0 64
  [ 4] .ARM.extab        PROGBITS        08041d44 042728 000000 00   W  0   0  1
  [ 5] .exidx            ARM_EXIDX       08041d44 031d44 000008 00  AL  3   0  4
  [ 6] .init_array       INIT_ARRAY      08041d4c 031d4c 000008 04  WA  0   0  4
  [ 7] .fini_array       FINI_ARRAY      08041d54 031d54 000004 04  WA  0   0  4
  [ 8] .data_x           PROGBITS        20000000 040000 0009c8 00  WA  0   0  8
  [ 9] .firmware_header  PROGBITS        08042720 042720 000008 00  WA  0   0  4
  [10] .eth              NOBITS          200009c8 0509c8 0030a0 00  WA  0   0  4
  [11] .bss              NOBITS          20003a68 0509c8 045da4 00  WA  0   0  4
  [12] .heap             PROGBITS        2004980c 042728 000000 00   W  0   0  1
  [13] .reserved_for_sta PROGBITS        2004980c 042728 000000 00   W  0   0  1
  [14] .battery_backed_s NOBITS          40024000 044000 00000c 00  WA  0   0  4
  [15] .comment          PROGBITS        00000000 042728 000075 01  MS  0   0  1
  [16] .debug_frame      PROGBITS        00000000 0427a0 00144c 00      0   0  4
  [17] .stab             PROGBITS        00000000 043bec 000084 0c     18   0  4
  [18] .stabstr          STRTAB          00000000 043c70 000117 00      0   0  1
  [19] .symtab           SYMTAB          00000000 043d88 009b00 10     20 1787  4
  [20] .strtab           STRTAB          00000000 04d888 0042bb 00      0   0  1
  [21] .shstrtab         STRTAB          00000000 051b43 0000e6 00      0   0  1
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),
  L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),
  C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),
  y (purecode), p (processor specific)

There are no section groups in this file.

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
  LOAD           0x010000 0x08020000 0x08020000 0x21d58 0x21d58 RWE 0x10000
  LOAD           0x040000 0x20000000 0x08041d58 0x009c8 0x009c8 RW  0x10000
  LOAD           0x042720 0x08042720 0x08042720 0x00008 0x00008 RW  0x10000
  LOAD           0x0509c8 0x200009c8 0x08042720 0x00000 0x48e44 RW  0x10000
  LOAD           0x044000 0x40024000 0x40024000 0x00000 0x0000c RW  0x10000

 Section to Segment mapping:
  Segment Sections...
   00     .isr_vector .firmware_header_vector .text .exidx .init_array .fini_array 
   01     .data_x 
   02     .firmware_header 
   03     .eth .bss 
   04     .battery_backed_sram 

objcopy如何知道不将.bss之类的段插入输出图像?我知道它是动态计算的,并且我假设这种机制是通过节到段映射来驱动的,但是我无法找到关于它如何实际上执行段到节映射的任何解释。 。 elf文件不存储有关闪存段的信息,但是objcopy知道以某种方式不应将.bss复制到输出文件中。怎么样?

2 个答案:

答案 0 :(得分:0)

我不知道这是否是真正的方法,但这就是我最终解决这个问题的方式:

  # For each program header, get the sections contained by it
  # For each section, calculate the LMA the section will reside at 
  # Do NOT load a section if...
  #   Section type is SHT_NULL or NOBITS
  #   Section size = 0
  #   The LMA is outside of the isr_vector -> header region

请注意,就我而言,我有一个部分覆盖了图像的结尾。这使得图像的确切位置非常明显。

答案 1 :(得分:0)

ELF称为'A'的{​​{1}}输出的Flg列中的readelf标志指示“在进程执行期间占用内存”的部分。

  

SHF_ALLOC:该部分在进程执行期间占用内存。一些   控制部分不驻留在目标文件的存储映像中;   对于这些部分,此属性为关闭状态。

http://refspecs.linuxbase.org/elf/elf.pdf

通常这适用于程序和数据存储器,并且在“正常”操作系统环境中,操作系统会将SHF_ALLOC节加载到指定的地址(忽略非SHF_ALLOC或将其用于其他目的)部分),一切准备就绪。

在具有ROM程序存储器的嵌入式环境中,仅需要映射到ROM中地址的SHF_ALLOC

({This question说明了一种情况,仅靠地址访问而不考虑SHF_ALLOC是不够的。)

但是:

根据链接程序生成ELF文件的方式,初始化的数据部分可能需要或可能不需要其他处理。

理想情况下,链接器会产生两个与初始化数据有关的部分:一个位于RAM(运行时数据区域)中,另一个位于ROM(RAM数据的初始化内容)中。启动代码引用这些部分的地址,并将初始化数据复制到RAM区域。在这种情况下,仅在ROM地址范围内输出SHF_ALLOC个部分将自动产生正确的结果。

如果链接器改为像正常操作系统那样生成单个段,则在生成ROM映像时,需要标识数据段并将其发送到ROM中的地址(并且启动代码必须能够找到该段)地址)。

如果配置正确,大多数体面的工具链都采用前一种方法,但是我当然也使用后者。