寫(xiě)在“五一”之解析IAR的ILINK鏈接器icf配置文件

ID:82781 · 發(fā)表于 2015-6-24 17:05

   五一來(lái)了，三天小假期終于可以讓大家歇一歇了（估計(jì)好多人都已經(jīng)在規(guī)劃著五一出行計(jì)劃了或者已經(jīng)在旅途中了），校園里一下子冷清了不少。記得去年12月份曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)一篇“寫(xiě)在圣誕節(jié)之簡(jiǎn)單破解飛思卡爾HCS12系列Flash空間限制“的文章，當(dāng)時(shí)還頗受歡迎來(lái)，至今仍保持著我博客的點(diǎn)擊記錄，哈哈，所以今天再續(xù)寫(xiě)一篇"五一特別篇"（嘿嘿，最近看海賊王看的，也出個(gè)特別篇，哈哈，豐富下俺博客的藝術(shù)形式），希望不要石沉大海的好。
      勞動(dòng)節(jié)嘛，自然勞動(dòng)最光榮，呵呵，所以我還是變回技術(shù)宅，鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)室搗鼓下技術(shù)吧，順便寫(xiě)寫(xiě)心得體會(huì)、工程經(jīng)驗(yàn)之類(lèi)的給大家分享分享（所以勞動(dòng)人民是最美麗滴啊，呼呼）。這里首先得說(shuō)聲抱歉了，好像月初有網(wǎng)友要求寫(xiě)篇有關(guān)kinetis的DMA功能的介紹，也答應(yīng)了盡量本月份就寫(xiě)出來(lái)，不過(guò)主要是更新從零入手系列很麻煩，每寫(xiě)一篇的時(shí)候我都需要仔細(xì)斟酌，保證質(zhì)量（畢竟不能砸了招牌嘛，嘿嘿），而且本月也的確有些忙，所以這個(gè)月底就不更新了，下個(gè)月會(huì)更新出來(lái)，敬請(qǐng)期待哦，哈哈。
      本篇介紹介紹IAR的icf配置文件，其實(shí)這算是一篇知識(shí)深入擴(kuò)展，初手在用IAR簡(jiǎn)單開(kāi)發(fā)一款片子的時(shí)候很少有人去關(guān)心該配置文件的，因?yàn)樵撆渲梦募话阍谟肐AR新建工程選型目標(biāo)芯片的時(shí)候系統(tǒng)自動(dòng)添加了（當(dāng)然kinetis的官方例程里給出的配套的配置文件需要另行自己添加了），會(huì)覺(jué)得這是IDE系統(tǒng)的事。但是如果你是要做深入研究或者說(shuō)真正掌握了解一款片子，而不是霧里看花知其然而不知其所以然，那么配置文件則是你的必修內(nèi)容，怎么樣，好奇了吧，呵呵，下面深入了解一番吧，進(jìn)入正題：
1.首先說(shuō)說(shuō)什么是icf文件（即ILINK鏈接器的配置文件）的作用，其實(shí)在IAR5.x之前，IAR是采用的叫XLINK的鏈接器（它相應(yīng)的配置文件為xcl文件），5.x之后才采用了新版ILINK鏈接器，所以咱們開(kāi)發(fā)Kinetis的IAR6.x自然也采用的是ILINK鏈接器，配置文件為icf文件，咳咳，如果有人問(wèn)什么是鏈接器，先谷歌一下補(bǔ)補(bǔ)，我這里就引用IAR官方手冊(cè)里的一句話(huà)簡(jiǎn)要說(shuō)明一下什么是鏈接器及其相應(yīng)配置文件的作用吧：
”EWARM 5.xx 中的鏈接器稱(chēng)為ILINK。ILINK 可以從 ELF/DWARF 格式的目標(biāo)文件中提取代碼和數(shù)據(jù)，并生成可執(zhí)行的輸出鏡像。對(duì)于 ELF/DWARF 格式而言，基本的鏈接單元是section，section 的類(lèi)型有code和data，屬性可以是readonly （ro），readwrite （rw）和zeroinit （zi）。ILINK 根據(jù) ILINK Configuration File（*.icf）來(lái)分配和定位這些sections。“
2.簡(jiǎn)單的概括icf的文件，其主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容，即：
（1）可編址的存儲(chǔ)空間（memory）；
（2）不同的存儲(chǔ)地址區(qū)域（region）；
（3）不同的地址塊（block）；
（4）section的初始化與否；
（5）section在存儲(chǔ)空間的放置。
上面幾點(diǎn)內(nèi)容，如果你對(duì)照實(shí)際icf文件都會(huì)找得到，建議大家嘗試下，會(huì)讓你受益匪淺的。
3.對(duì)于icf文件使用的常用命令，在網(wǎng)上早已有人貼出來(lái)了，隨意即可搜到，這里省去麻煩，我也貼出來(lái)自己學(xué)的時(shí)候記下來(lái)的命令用法，建議通讀一遍：
（1）define [ exported ] symbol name = expr;
作用：指定某個(gè)符號(hào)的值。
參數(shù)：
exported 導(dǎo)出該symbol，使其對(duì)可執(zhí)行鏡像可用
name 符號(hào)名
expr 符號(hào)值
舉例：
define symbol RAM_START_ADDRESS = 0x40000000;  /*  定義 RAM 起始地址  */
define symbol RAM_END_ADDRESS  = 0x4000FFFF;  /*  定義 RAM 結(jié)束地址  */
-------------------------------------------------------------------
（2）define memory name with size = expr [, unit-size];
作用：
定義一個(gè)可編址的存儲(chǔ)地址空間（memory）。
參數(shù)：
name memory的名稱(chēng)
expr 地址空間的大小
unit-size expr的單位，可以是位（unitbitsize），缺省是字節(jié)（unitbytesize）
舉例：
define memory MEM with size = 4G;
-----------------------------------------------------------------
（3）define region name = region-expr;
作用：
定義一個(gè)存儲(chǔ)地址區(qū)域（region）。一個(gè)區(qū)域可由一個(gè)或多個(gè)范圍組成，每個(gè)范圍內(nèi)地址必須連續(xù)，但幾個(gè)范圍之間不必是連續(xù)的。
參數(shù)：
name region的名稱(chēng)
region-expr memory:[from expr { to expr | size expr}]，可以定義起止范圍，也可以定義起始地址和region的大小
舉例：
define region ROM = MEM:[from 0x0 size 0x10000];
      /* 定義 ROM region，位于地址空間MEM 中，起始地址為0x0，大小為0x10000 字節(jié)  */
define region ROM = MEM:[from 0x0 to 0xFFFF];
      /* 定義 ROM region，位于地址空間MEM 中，起始地址為0x0，結(jié)束地址為0xFFFF */
---------------------------------------------------------------------------------------------
（4）
define block name [ with param, param... ]
{
extended-selectors
};
作用：    定義一個(gè)地址塊（block）；它可以是個(gè)只保留指定大小的地址空間的空塊，比如棧、堆；也可以包含一系列的sections，由extended-selectors 選擇。
參數(shù)：
name    block 的名稱(chēng)
param 可以是：       size = expr    （塊的大小）
                     maximum size = expr （塊大小的上限）
                     alignment = expr （最小對(duì)齊字節(jié)數(shù)）
                     fixed order       （按照固定順序放置sections）
extended-selector  [ first | last ] { section-selector | block name | overlay name }
first          最先存放
last          最后存放
section-selector [ section-attribute ][ section sectionname ][object filename ]
section-attribute [ readonly [ code | data ] | readwrite [ code | data ] | zeroinit ]
sectionname    section的名稱(chēng)
filename       目標(biāo)文件的名稱(chēng)
name          block或overlay的名稱(chēng)
注：這里可以按照section的屬性，名稱(chēng)及其所在目標(biāo)文件這三個(gè)過(guò)濾條件中，任意選取一個(gè)條件或多個(gè)條件進(jìn)行組合，來(lái)圈定所要求的sections。
舉例：
define block HEAP with size = 0x1000, alignment = 4 { };
      /* 定義 HEAP block，大小為0x1000，4 字節(jié)對(duì)齊，沒(méi)有內(nèi)容  */
define block MYBLOCK1 = { section mysection1, section mysection2, readwrite };
      /* 定義 MYBLOCK1 block，含有mysection1，mysection2，以及所有readwrite 屬性的sections */
define block MYBLOCK2 = { readwrite object myfile2.o };
      /* 定義 MYBLOCK2 block，含有目標(biāo)文件myfile2.o 中所有readwrite 屬性的sections */
define block MYBLOCK3 = { readonly code object myfile3.o };
      /* 定義 MYBLOCK3 block，含有目標(biāo)文件myfile3.o 中所有readonly 屬性的code sections */
（5）
initialize { by copy | manually } [ with param, param... ]
{
section-selectors
};
作用：             初始化sections
參數(shù)：
by copy       在程序啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)執(zhí)行初始化
manually       在程序啟動(dòng)時(shí)不自動(dòng)執(zhí)行初始化
param          可以是：       packing = { none | compress1 | compress2 | auto } copy routine = functionname
                  packing表示是否壓縮數(shù)據(jù)，缺省是auto
                  functionname表示是否使用自己的拷貝函數(shù)來(lái)取代缺省的拷貝函數(shù)
section-selector 同上
舉例：
initialize by copy { readwrite };  /*  在啟動(dòng)時(shí)初始化所有屬性為 readwrite 的sections */
--------------------------------------------------------------
（6）
do not initialize
{
section-selectors
};
作用：             規(guī)定在程序啟動(dòng)時(shí)不需要初始化的sections；一般用于__no_init 聲明的變量段（.noinit）
參數(shù)：
section-selector  同上
舉例：
do not initialize { .noinit };  /*  在啟動(dòng)時(shí)不要初始化.noinit section */
（7）
place at { address memory [:expr] | start of region_expr | end of region_expr }
{
extended-selectors
};
作用：                把section 或 block 放置在某個(gè)具體的起始地址處，或者一個(gè) region 的開(kāi)始或結(jié)束處
參數(shù)：
memory             memory 的名稱(chēng)
expr                地址值，該地址必須在 memory 所定義的范圍內(nèi)
region_expr          region 的名稱(chēng)
extended-selector    同上
舉例：
place at end of ROM { section .checksum };             /*  把.checksum 放在 ROM region 的最后  */
place at address MEM:0x0 { section .intvec };          /*  把.intvec 放在地址 0x0 */
place at address MEM:0x1000 { section .text object myfile.o };  /* the .text section of myfile.o */
place at address MEM:0x1000 { readonly object myfile.o };    /* all read-only sections of myfile.o */
place at address MEM:0x1000 { readonly data object myfile.o }; /* all read-only data sections of myfile.o */
（8）
place in region-expr
{
extended-selectors
};
作用：                把section 或 block  （按任意順序）放置在某個(gè)region 中
參數(shù)：
region-expr          region 的名稱(chēng)
extended-selector    同上
舉例：
place in ROM { readonly };             /* all readonly sections */
place in RAM { readwrite };             /* all readwrite sections */
place in RAM { block HEAP, block CSTACK, block IRQ_STACK };  /* heap and stacks */
place in ROM { section .text object myfile.o }; /* the .text section of myfile.o */
place in ROM { readonly object myfile.o }; /* all read-only sections of myfile.o */
place in ROM { readonly data object myfile.o }; /* all read-only data sections myfile.o */
下面為系統(tǒng)預(yù)定義（即你是找不到其定義的，所以不要浪費(fèi)時(shí)間去找了，呵呵）的section和block描述，上圖：

4.相關(guān)命令知曉了，也就是大好基礎(chǔ)了，下面就俺就根據(jù)上面?zhèn)€的指令獨(dú)家解析下飛思卡爾提供的Kinetis例程包里自帶的icf配置文件，以512KB_Pflash.icf為例介紹一下（當(dāng)初自己上傳的開(kāi)發(fā)框架代碼里沒(méi)有作相關(guān)注釋?zhuān)@里就算是補(bǔ)充了吧，哈哈）：
（1）首先找到該文件，打開(kāi)（咳咳，雖然這步算是廢話(huà)，不過(guò)為了嚴(yán)謹(jǐn)，還是不能少的，呵呵），采用從上到下的順序解讀；
（2）

先定義了一些可讀性的符號(hào)，包括異常向量表的起始地址，ROM、RAM 的起止地址和堆、棧的大小等（該地址分配我們可以在Kinetis的datasheet里找到），以前綴__ICFEDIT_開(kāi)頭的符號(hào)是由圖形化編輯工具 ICF Editor自動(dòng)定義的，可能會(huì)有些人不懂，其實(shí)上面部分代碼是體現(xiàn)在IAR的Options->Linker選項(xiàng)里的（自己去探索一下即可發(fā)現(xiàn)）。
（3）

這部分仍然是定義一些符號(hào)，由Kinetis的內(nèi)存映射可以知道，其實(shí)其內(nèi)部是由兩部分RAM塊組成的，所以第一步出現(xiàn)RAM_start這一步出現(xiàn)了RAM2_start，另外也定義了中斷向量表在ROM中的地址和在RAM中的地址。code_start定義為0x00000410是緊鄰前面向量表的，也就是說(shuō)向量表占用了0x00000410大小的空間。
（4）

到了這一步就設(shè)計(jì)到具體操作內(nèi)容了，32位地址總線(xiàn)選址4G空間，然后定義了kinetis（512k型號(hào)的哈）的ROM區(qū)的地址范圍和RAM區(qū)（含RAM1和RAM2）的地址范圍。接著下面定義了堆和棧的屬性，8字節(jié)對(duì)齊方式，大小為前面定義的大小即分別為0x1000和0x200。
（5）

對(duì)屬性為readwrite的sections，.data和.textrw的sections不自動(dòng)初始化，對(duì).noinit屬性的sections（即用__no_init修飾的全局和靜態(tài)變量），定義重定位代碼區(qū)為.textrw_init，定義重定位RAM區(qū)為.textrw。
（6）

對(duì)所有的sections 和 blocks 在地址空間中所處的位置進(jìn)行了配置。首先將只讀的異常向量表.intvec放置在_intvec_start地址處（前面已定義），然后將余下的只讀sections以任意順序存放在ROM_region中，將可讀寫(xiě)的sections和棧、堆這些blocks以任意順序存放在RAM_region中。
呼呼，今晚工作量有點(diǎn)大，沒(méi)想到一寫(xiě)就寫(xiě)了這么多，哈哈，終于又找到”文思泉涌“的趕腳了。自己該收收工了，規(guī)劃下這個(gè)五一該怎么玩了，大好時(shí)光不能浪費(fèi)了，大家五一快樂(lè)，呵呵。未完待續(xù)~

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