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          uboot之ARM位置無關代碼設計

          作者: 時間:2016-11-09 來源:網絡 收藏
          前言:

          所謂位置無關代碼是指:可執(zhí)行鏡像test.bin

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201611/317893.htm

          我將它拷貝至內存0x30000000,然后pc = 0x30000000、它可以順利執(zhí)行;

          我將它拷貝至內存0x38000000,然后pc = 0x38000000、它仍可以順利執(zhí)行。

          1.程序的編譯及運行流程

          源碼經過編譯、匯編(生成相對地址符號表)和連接(提供絕對首地址、進而確定絕對地址符號表)后編程可執(zhí)行鏡像;

          特別指出地是:在連接時,對各個目標文件進行重定位、建立符號引用規(guī)則;進而為變量和函數(shù)分配了絕對的運行地址;

          程序執(zhí)行時,系統(tǒng)必須把可執(zhí)行鏡像加載到連接階段指定的地址空間,這樣程序執(zhí)行中才能對變量、函數(shù)等符號做正確引用,程序才能正常運行。

          在有操作系統(tǒng)的系統(tǒng)中,連接階段的重定位(即運行地址的確定)由系統(tǒng)自動完成;

          而裸機開發(fā)中,這個地址必須由程序員在連接階段通過參數(shù)指定。

          2.位置無關代碼的應用場合:

          程序在運行期間動態(tài)加載至內存;

          程序在不同場合與不同程序組合后加載至內存(如共享的動態(tài)鏈接庫);

          在運行期間不同地址相互之間的映射(如bootloader程序的前4KB代碼;因為編譯連接后決定它的運行地址是0x30000000,但剛開機時它是運行在0x00000000的)。

          3.原理

          PIC對常量和函數(shù)入口地址的操作都是基于PC+偏移量的尋址方式;即使程序被移動,但PC也變化了、而偏移量是不變的。所以,程序仍然可以找到正確的入口地址和常量!

          eg:

          __asm{   pc = a;  //假設可以直接給pc賦值 }; int a() {   return 0; }

          這個就是位置有關代碼,它不能在任意處加載運行。

          說明:編譯連接后函數(shù)a的運行地址已經被確定,例如0x80000100。

          __asm{   bl a; }; int a() {   return 0; }

          這個就是位置無關代碼,它可以被加載到非運行地址處運行。

          說明:編譯連接后函數(shù)a的運行地址已經被確定,例如0x80000100。

          一、名詞解釋

          ARM位置無關代碼設計指的是該部分代碼編譯后的可執(zhí)行鏡像,加載到任何地址處都可以正常運行。

          即:程序不在連接時指定的運行地址空間,也可以執(zhí)行。

          二、實現(xiàn)的必要條件

          1.ARM匯編中對程序運行的相對跳轉指令:

          BL a:運行時首先獲得當前PC值(也就是當前代碼段的值),然后計算當前PC值和a(也是由連接器獲得)間的距離;跳轉地址即是pc+offset。

          相對跳轉指令的目標地址用基于當前PC的偏移量來表示、與連接時分配給地址標號的絕對地址值無關,因而、代碼可以在任何位置進行跳轉,實現(xiàn)位置無關性。

          這樣,不論編譯器指定的a絕對地址是什么;程序都可以加載到任意地址處正常運行。

          三、說明

          連接階段執(zhí)行后,可執(zhí)行鏡像中的虛擬地址與內存管理無關!



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