什么是代码重定位
代码重定位就是代码的复制或者说搬移,把在A地址存放的代码复制一份到B地址,至于A、B地址,程序员是事先知道的,可以通过芯片的数据手册查询得知。并且由于某些条件的限制,有时候不能直接将代码下载到B地址,只能先下载到A地址,然后运行代码,将代码复制到B地址接着运行。
为什么要代码重定位
重定位不是为了优化性能,而是由于硬件的限制,不得不进行重定位。试想一下,我们拿到一台设备,只要上电就可以运行代码,那代码必定要先保存在设备的存储介质中,并且是掉电不丢失的存储介质,具有掉电不丢失性质的存储介质有磁盘、flash等,但是这些都不能用作内存,内存都是RAM。这就矛盾了,内存是掉电丢失,必然不能用于存储代码,但是代码又必须在内存里运行。所以就只能先把代码下载到磁盘、flash等掉电不丢失的存储介质中,在启动后通过重定位将代码重定位到内存中。
代码重定位的相关概念
芯片的启动过程、位置有关码和位置无关码、链接地址和下载地址、链接脚本、程序段的概念、ldr和adr加载标号地址时的区别。
1.对SOC启动过程不熟悉的可以参考博客《S5PV210的启动过程详解》。
2.位置有关码和位置无关码可以参考博客《位置有关码和位置无关码》。
3.链接地址和下载地址可以参考博客《嵌入式开发中的链接地址、运行地址、加载地址、存储地址、实际运行地址的区别》。
4.ldr和adr加载标号地址时的区别可以参考博客《ARM伪指令常用知识点讲解》。
重定位步骤:
1.重定位的思路
在编译链接程序时,通过链接脚本指定链接地址,当下载地址和链接地址不相等时就要代码重定位。重定位思路就是通过先执行一段位置无关码,将代码复制一份到链接地址处,接着执行后续代码。
2.链接脚本
SECTIONS
{
. = 0xd0024000;
.text : {
start.o
* (.text)
}
.data : {
* (.data)
}
bss_start = .;
.bss : {
* (.bss)
}
bss_end = .;
}
汇编代码
/*
* 文件名: led.s
* 作者: 朱老师
* 描述: 演示重定位(在SRAM内部重定位)
*/
#define WTCON 0xE2700000
#define SVC_STACK 0xd0037d80
.global _start // 把_start链接属性改为外部,这样其他文件就可以看见_start了
_start:
// 第1步:关看门狗(向WTCON的bit5写入0即可)
ldr r0, =WTCON
ldr r1, =0x0
str r1, [r0]
// 第2步:设置SVC栈
ldr sp, =SVC_STACK
// 第3步:开/关icache
mrc p15,0,r0,c1,c0,0; // 读出cp15的c1到r0中
//bic r0, r0, #(1<<12) // bit12 置0 关icache
orr r0, r0, #(1<<12) // bit12 置1 开icache
mcr p15,0,r0,c1,c0,0;
// 第4步:重定位
// adr指令用于加载_start当前运行地址
adr r0, _start // adr加载时就叫短加载
// ldr指令用于加载_start的链接地址:0xd0024000
ldr r1, =_start // ldr加载时如果目标寄存器是pc就叫长跳转,如果目标寄存器是r1等就叫长加载
// bss段的起始地址
ldr r2, =bss_start // 就是我们重定位代码的结束地址,重定位只需重定位代码段和数据段即可
cmp r0, r1 // 比较_start的运行时地址和链接地址是否相等
beq clean_bss // 如果相等说明不需要重定位,所以跳过copy_loop,直接到clean_bss
// 如果不相等说明需要重定位,那么直接执行下面的copy_loop进行重定位
// 重定位完成后继续执行clean_bss。
// 用汇编来实现的一个while循环
copy_loop:
ldr r3, [r0], #4 // 源
str r3, [r1], #4 // 目的 这两句代码就完成了4个字节内容的拷贝
cmp r1, r2 // r1和r2都是用ldr加载的,都是链接地址,所以r1不断+4总能等于r2
bne copy_loop
// 清bss段,其实就是在链接地址处把bss段全部清零
clean_bss:
ldr r0, =bss_start
ldr r1, =bss_end
cmp r0, r1 // 如果r0等于r1,说明bss段为空,直接下去
beq run_on_dram // 清除bss完之后的地址
mov r2, #0
clear_loop:
str r2, [r0], #4 // 先将r2中的值放入r0所指向的内存地址(r0中的值作为内存地址),
cmp r0, r1 // 然后r0 = r0 + 4
bne clear_loop
run_on_dram:
// 长跳转到led_blink开始第二阶段
ldr pc, =led_blink // ldr指令实现长跳转
// 从这里之后就可以开始调用C程序了
//bl led_blink // bl指令实现短跳转
// 汇编最后的这个死循环不能丢
b .
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推荐阅读最新更新时间:2024-11-12 11:05
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