C++豹哥嵌入式讲堂:ARM Cortex-M开发之文件详解(4)- 可重定向文件(.o/.a)


  大家好,我是豹哥,猎豹的豹,犀利哥的哥。后天豹哥给大家讲的是嵌入式开发里的relocatable文件(object,
library)

  前三节课里,豹哥都是在给大家介绍嵌入式开发中的input文件。从明天那节课开始,豹哥就陆续为大家讲output文件。上一节课project文件里讲说到project文件是一个承载的文书,明天豹哥就为我们讲project生成的率先类output文件:relocatable文件。

  文件涉及:source文件

  relocatable文件,即可重定向文件,那一个文件是由编译器汇编源文件(.c/.s)而成的。直接扭转的重定向文件叫object
file,经过包装的重定向文件称为library
file。可重定向文件属于ELF文件的道岔,关于ELF文件的详尽解释可知第六节课executable文件
  本文主演object file和library
file,仅是一个中间的对接文件,其本人也不可能被ARM间接实施,需经过第二步转换,即链接,所以那多少个文本都是链接器的输入文件。让大家来大概分析一下那多个公文。在起初分析从前我们先回到上一节课project文件的终极创造的demo工程上,编译那几个demo工程得以取得如下.o文件,那几个文件全是object文件,每一个源文件都对应一个object文件,本文以task.o为例讲解relocatable文件。

D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\main.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\reset.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\startup.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\startup_MKL25Z4.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\system_MKL25Z4.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\task.o -o

一、解析object文件

  task.o文件大小有11683bytes,而从源文件里看其仅包括4个变量和3个函数,可知越来越多的数目是记录性数据。

1.1 获得file header

c:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -h task.o
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
  Class:                             ELF32
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              REL (Relocatable file)
  Machine:                           ARM
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x0
  Start of program headers:          0 (bytes into file)
  Start of section headers:          8283 (bytes into file)
  Flags:                             0x5000000, Version5 EABI
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           32 (bytes)
  Number of program headers:         0
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         85
  Section header string table index: 1

  分析file header可见task.o是REL类型ELF文件,其一共蕴涵85个section
header,没有program header。

1.2 获得section header

c:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -S task.o
There are 85 section headers, starting at offset 0x205b:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 000034 000000 00      0   0  0
  [ 1] .shstrtab         STRTAB          00000000 000034 0001eb 00      0   0  0
  [ 2] .symtab           SYMTAB          00000000 00021f 000350 10      3  45  0
  [ 3] .strtab           STRTAB          00000000 00056f 000248 00      0   0  0
  [ 8] .bss              NOBITS          00000000 000e1c 000004 00  WA  0   0  4
  [ 9] .noinit           NOBITS          00000000 000e1c 000004 00  WA  0   0  4
  [10] .data             PROGBITS        00000000 000e1c 000004 00  WA  0   0  4
  [11] .bss              NOBITS          00000000 000e20 000010 00  WA  0   0  4
  [12] .text             PROGBITS        00000000 000e20 000058 00  AX  0   0  4
  [13] .textrw           PROGBITS        00000000 000e78 000010 00 WAX  0   0  4
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)

  分析section header可见该task.o里的次第常见section(.bss, .noinit,
.data, .text,
.textrw)的深浅,各类段的意思详见第一节课linker文件

1.3 获得symbol list

c:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -s task.o

Symbol table '.symtab' contains 53 entries:
   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     3: 00000000    16 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   11 s_array
     4: 00000000     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    8 s_variable0
     5: 00000000     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   10 s_variable2
    45: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __aeabi_memcpy
    46: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __aeabi_memset
    47: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND free
    48: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND malloc
    49: 0000000f    60 FUNC    GLOBAL DEFAULT   12 heap_task
    50: 00000000     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    9 n_variable1
    51: 00000001    14 FUNC    GLOBAL DEFAULT   12 normal_task
    52: 00000001    16 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 ram_task

  分析symbol
list可知我们在task.c里定义的函数和全局变量的新闻,其中Value表明的是各symbol对象(函数/全局变量)在存储器中的分配地址,由于object文件并不曾经过链接,所以那边地址新闻是船到江心补漏迟的(待分配的)。翻看到第六节课executable文件里2.2.4一节,便可看到那些symbol对象Value的值开始变得真实有效了。那就解释了怎么object文件是relocatable的。

二、关于library文件

  本质上library文件跟object文件是同样的,都是未经链接器链接的文本。library文件的行使场景是,在局地奇异场所,你不想把你的C源代码开放给别人阅读和随意修改,然而你又要求分享你的代码给外人利用,怎么化解那一个标题?library文件就是解决这一个难点的,可以看重编译器的挑三拣四(IAR下是Options->General
Options->Output->Output
file里甄选Library(默许是executable)),那么添加进整个工程的所有源文件会被汇编封装成一个.a文件(即library文件),这时候你只需要将该.a文件以及配套API头文件分享给旁人即可。别人只须要丰裕你的.a文件以及配套.h文件进她协调的工程,便可向来调用你的API。

  至此,嵌入式开发里的relocatable文件(object,
library)文件豹哥便介绍达成了,掌声在哪里~~~