COFF文件分析提取器的实现及其应用Word下载.docx
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COFF文件分析提取器的实现及其应用Word下载.docx
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同样也存在着灵活性差的弊端,遇到有大量增减以及配置文件有修改的时候就会导致生成文件数目的增减,需要修改DSP或主机boot程序以适应这种改变。
通过对目标文件结构的分析,可以直接提取可供下载的二进制文件。
l目标文件结构分析
DSP的源程序——C代码或汇编代码在编译后生成的COFF文件包含多个段,默认的情况下,COFF文件包含3个段:
.text:
通常包含可执行代码;
.data:
通常包含已初始化的数据;
.bss:
通常为未初始化的数据保留空间。
当然汇编器和链接器允许自己建立和链接自定义的块,这些块与以上的3个段类似。
所有的段分为两大类:
已初始化段和未初始化段。
这两类段的最大区别就在于是否出现在加载文件中。
下面来分析COFF文件的结构,COFF文件从上到下中依次是文件头、可选的文件头、段头信息表、段头信息表对应的段数据、重定位信息、行号入口表、符号表、字符串表,如图1所示。
其中第3~6项包含多个数据区,前4项与加载文件密切相关。
由于前4项与加载文件相关,下面对这4项逐一分析一下:
(1)文件头:
顾名思义,就是COFF文件的头,用来保存COFF文件的基本信息,如段数目、时间戳、符号表位置等。
从文件的0偏移处开始,用C的结构描述如下:
文件头中的标记包含了诸如大小端模式、COFF是否为可执行文件等信息,具体解释见参考文献。
(2)可选头:
可选头接在文件头的后面,也就是从COFF文件的Ox0014偏移处开始。
长度可以为O。
不同平台的可选头,长度和结构都不相同,TIDSP采用的可选头长度为28B,用C的结构描述如下:
(3)段头:
段头紧跟在可选文件头的后面(如果可选文件头的长度为0,它紧跟在文件头后),一般COFF包含多个段头,数目就是文件头中的usSection—Counter。
它的长度为48B,用C的结构描述如下:
段头可以说是最重要的头,文件分析提取器的核心就是用它来描述它的。
一个COFF文件可以不要其它的节,但文件头和段头这两节是必不可少的。
有必要详述一下它的成员:
cName用来保存段名,常用的段名有.text,.da—ta,.bss等。
对于用户自定义长度超过8B的段名,则为指向符号表的指针。
uiVirtAddr是段数据载入或连接时的虚拟地址。
对于可执行文件,这个地址是相对于它的地址空间而言。
当可执行文件被载入内存时,这个地址就是段中数据的第一个字节的位置。
大多数情况下与uiPhyAddr相同。
uiSecSize是段中数据的实际长度,在读取段数据时就由它来确定要读多少字节。
uiSecPointer是段数据在COFF文件中的偏移量,以绝对地址标识。
uiRelPointer是该段重定位信息的绝对地址,它指向了重定位表的1个记录。
uiLNOffset是该段行号表的绝对地址,它指向的是行号表中的1个记录。
uiRelSize是重定位信息的记录数,从uiRelPointer指向的记录开始,到第ulNumRel个记录为止,都是该段的重定位信息。
uiLNSize和uiRelSize相似,不过它是行号信息的记录数。
uiFlags是该段的属性标识,与下载相关的标识如表1所示。
其余定义请见参考文献。
(4)段数据:
保存各个段的数据,在目标文件中这些数据都以原始数据(RawData)形式存在,只有需要下载的数据段才存在该区域。
2COFF文件分析提取器的工作流程
首先读入目标文件,该文件扩展名为out,以二进制形式读入。
分析.out文件的文件头以确定有多少个段,然后逐段分析段信息头,根据段属性标识以确定是否需要下载,段头中的绝对地址、段数据长度等信息作为升级文件的一部分。
与需下载的段数据合并成最终的下载文件,为了适应自动化升级的需要,下载文件头部还保留了COFF文件的时戳。
值得注意的是因为TMS320C6000DSP为32位处理器,需要对段落头中段数据长度信息进行32位整型对齐,在此采用Ceil对齐——不足的字节以O补齐。
具体流程如图2所示。
而COFF文件中的重定位信息、行号入口表、符号表、字符串表等数据区,对于下载文件的制作没有直接联系,可以不做分析。
当然,如果在PC上制作可视化工具的话,另当别论,限于篇幅在此不做讨论。
3COFF文件分析提取器的应用
开发的DSP应用系统一般采用HOST—SLAVE模式,即DSP是作为系统的信号处理协处理单元,HOST保存有所有处理器的下载文件。
COFF文件分析提取器在做离线使用时,提取出的下载文件由H0ST负责保存、上电加载。
HOST的引导程序在上电时读取已经构建好的二进制文件,根据段数目、每段大小以及目标数据的下载地址等相关信息即可完成对目标代码的自动下载。
COFF文件分析提取器在线使用时,时间戳就作为版本是否更新的依据,HOST一旦侦测到版本服务器有新版本的COFF文件并得到用户升级确认后,就可启动文件提取器。
目前,这种利用COFF文件分析提取器生成DSP下载文件的方式,已经在中兴通讯多个产品线广泛应用,大大提高了产品的可测试性和易维护性。
4结语
在此讨论的方法基于对COFF文件结构的分析,读取DSP编译器生成的.out文件,根据文件本身携带的信息,直接提取生成可供下载的二进制文件。
最终生成的二进制文件中包含有与.out文件相同的信息,在下载时利用这些信息即可完成对DSP芯片的加载。
/***********************************************************************/
/**********************************************************************/
DSP的CMD文件
DSP的CMD文件(2007-12-1321:
33:
21)
分类:
DSP
DSP的存储器的地址范围,CMD是主要是根据那个来编的。
CMD它是用来分配rom和ram空间用的,告诉链接程序怎样计算地址和分配空间.
所以不同的芯片就有不同大小的rom和ram.放用户程序的地方也不尽相同.所以要根据芯片进行修改.分两部分.MEMORY和SECTIONS.
MEMORY
{PAGE0..........
PAGE1.........
}
SECTIONS
{SECTIONS
{
.vectors.................
.reset.................
................
MEMORY是用来指定芯片的rom和ram的大小和划分出几个区间.
PAGE0对应romAGE1对应ram
PAGE里包含的区间名字与其后面的参数反映了该区间的起始地址和长度.
SECTIONS:
(在程序里添加下面的段名如.vectors.用来指定该段名以下,
另一个段名以上的程序(属于PAGE0)或数据(属于PAGE1)放到“>
”符号后的空间名字所在的地方。
.vectors:
{}>
VECSPAGE0
.reset:
............
..........
eg:
PAGE0:
VECS:
origin=00000h,length=00040h
LOW:
origin=00040h,length=03FC0h
SARAM:
origin=04000h,length=00800h
B0:
origin=0FF00h,length=00100h
PAGE1:
B0:
origin=00200h,length=00100h
B1:
origin=00300h,length=00100h
B2:
origin=00060h,length=00020h
origin=08000h,length=00800h
.text:
LOWPAGE0
.cinit:
.switch:
.const:
SARAMPAGE1
.data:
.bss:
.stack:
.sysmem:
由三部分组成:
输入/输出定义:
这一部分,可以通过ccs的“BuildOption........”菜单设置
。
obj链接的目标文件
lib链接的库文件
map生成的交叉索引文件
out生成的可执行代码
MEMORY命令:
描述系统实际的硬件资源
SECTION命令:
描述“段”如何定位
例子
.cmd文件
-c
-ohello.out
-mhello.map
-stack100
-lrts2xx.lib
VECT:
origin=0x8000,length0x040
PROG:
origin=0x8040,length0x6000
DATA:
origin=0x8000,length0x400
.vextors>
VECTPAGE0
.text>
PROGPAGE0
.bss>
DATAPAGE1
.const>
存储模型:
c程序的代码和数据如何定位
系统定义
.cinit存放程序中的变量初值和常量
.const存放程序中的字符常量、浮点常量和用const声明的常量
.switch存放程序中switch语句的跳转地址表
.text存放程序代码
.bss为程序中的全局和静态变量保留存储空间
.far为程序中用far声明的全局和静态变量保留空间
.stack为程序系统堆栈保留存储空间,用于保存返回地址、函数间的参数传递、存储局部变量和保存中间结果
.sysmem用于程序中的malloc、calloc、和realoc函数动态分配存储空间
CMD的专业名称叫链接器配置文件,是存放链接器的配置信息的,我们简称为命令文件,其中比较关键的就是MEMORY和SECTIONS两个伪指令的使用,常常令人困惑,系统出现的问题也经常与它们的不当使用有关。
CCS是DSP软件对DOS系统继承的开发环境,CCS的命令文件经过DOS命令文件长时间的引申发展,已经变得非常简洁(不知道TI文档有没有详细CMD配置说明)。
我学CMD是从DOS里的东西开始的,所以也从DOS环境下的CMD说起:
1命令文件的组成
命令文件的开头部分是要链接的各个子目标文件的名字,这样链接器就可以根据子目标文件名,将相应的目标文件链接成一个文件;
接下来就是链接器的操作指令,这些指令用来配置链接器,接下来就是MEMORY和SECTIONS两个伪指令的相关语句,必须大写。
MEMORY,用来配置目标存储器,SECTIONS用来指定段的存放位置。
结合下面的典型DOS环境的命令文件link.cmd来做一下说明:
file.obj//子目标文件名1
file2.obj//子目标文件名2
file3.obj//子目标文件名3
-oprog.out//连接器操作指令,用来指定输出文件
-mprog.m//用来指定MAP文件
{略}
otherlink.cmd
本命令文件link.cmd要调用的otherlink.cmd等其他命令文件,则文件的名字要放到本命令文件最后一行,因为放开头的话,链接器是不会从被调用的其他命令文件中返回到本命令文件。
2MEMORY伪指令
MEMORY用来建立目标存储器的模型,SECTIONS指令就可以根据这个模型来安排各个段的位置,MEMORY指令可以定义目标系统的各种类型的存储器及容量。
MEMORY的语法如下:
PAGE0:
name1[(attr)]:
origin=constant,length=constant
name1n[(attr)]:
PAGE1:
name2[(attr)]:
name2n[(attr)]:
PAGEn:
namen[(attr)]:
namenn[(attr)]:
PAGE关键词对独立的存储空间进行标记,页号n的最大值为255,实际应用中一般分为两页,PAGE0程序存储器和PAGE1数据存储器。
name存储区间的名字,不超过8个字符,不同的PAGE上可以出现相同的名字(最好不用,免的搞混),一个PAGE内不许有相同的name。
attr的属性标识,为R表示可读;
W可写X表示区间可以装入可执行代码;
I表示存储器可以进行初始话,什么属性代码也不写,表示存储区间具有上述的四种属性,基本上我们都选择这种写法。
origin:
略。
length:
下面是经常用的2407的简单写法大家参考,程序从0x060开始,要避开加密位,不从0x0044开始更可靠一点,此例中的同名的页可以只写第一个,其后省略,但写上至少安全一点:
origin=0x0000,length0x40
origin=0x0060,length0x6000
B0:
origin=0x200,length0x100
B1:
origin=0x300,length0x100
origin=0x0860,length0x0780
3SECTIONS伪指令
SECTIONS指令的语法如下:
.text:
{所有.text输入段名}load=加载地址run=运行地址
.data:
{所有.data输入段名}load=加载地址run=运行地址
.bss:
{所有.bss输入段名}load=加载地址run=运行地址
.other:
{所有.other输入段名}load=加载地址run=运行地址
SECTIONS必须用大写字母,其后的大括号里是输出段的说明性语句,每一个输出段的说明都是从段名开始,段名之后是如何对输入段进行组织和给段分配存储器的参数说明:
以.text段的属性语句为例,“{所有.text输入段名}”这段内容用来说明连接器输出段的.text段由哪些子目标文件的段组成,举例如下
{file1.obj(.text)file2(.text)file3(.text,cinit)}略
指明输出段.text要链接file1.obj的.text和file2的.text还有file3的.text和.cinit。
在CCS的SECTIONS里通常只写一个中间没有内容的“{}”就表示所有的目标文件的相应段
接下来说明“load=加载地址run=运行地址”链接器为每个输出段都在目标存储器里分配两个地址:
一个是加载地址,一个是运行地址。
通常情况下两个地址是相同的,可以认为输出段只有一个地址,这时就可以不加“run=运行地址”这条语句了;
但有时需要将两个地址分开,比如将程序加载到FLASH,然后放到RAM中高速运行,这就用到了运行地址和加载地址的分别配置了,如下例所示:
{略}load=PROGrun=0x0800
常量加载在程序存储区,配置为在RAM里调用。
“load=加载地址”的几种写法需要说明一下,首先“load”关键字可以省略,“=”可以写成“>
”,“加载地址”可以是:
地址值、存储区间的名字、PAGE关键词等,所以大家见到“.text:
{}>
0x0080”这样的语句可千万不要奇怪。
“run=运行地址”中的“=”可以用“>
”,其它的简化写法就没有了。
大家不要乱用。
4CCS中的案例
在CCS中的命令文件好像简化了不少,少了很多东西,语句也精简了好多,首先不用指定输入链接器的目标文件,CCS会自动默认处理,其次链接器的配置命令也和DOS的环境不同,需要了解的请找TI文档吧!
下面是刘和平书中的例子,大家来看看是不是可以很精确的理解了呢!
-stack40
VECS:
origin=0h,length=40h
PVECS:
origin=40h,length=70h
PROG:
origin=0b0h,length=7F50h
MMRS:
origin=0h,length=05Fh
B2:
origin=0060h,length=020h
B0:
origin=0200h,length=100h
B1:
origin=0300h,length=100h
SARAM:
origin=0800h,length=0800h
EXT:
origin=8000h,length=8000h
VECSPAGE0
.pvecs:
PVECSPAGE0
PROGPAGE0
PROGPAGE
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- COFF 文件 分析 提取 实现 及其 应用
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