IAR IDE學(xué)習(xí)之---關(guān)于工程設(shè)置中“program entry”作用的猜想

1、問題

一個(gè)工程包含眾多源文件，需要指定一個(gè)入口地址，如IAR IDE中默認(rèn)的入口地址（符號(hào)或者標(biāo)號(hào)）"__iar_program_start"（在$TOOLS_DIR$armlib目錄下的cstart.s文件中定義）。對(duì)于一般程序而言，入口地址就是程序首先被執(zhí)行的指令（函數(shù)）。然后，在嵌入式系統(tǒng)中，必須考慮芯片復(fù)位時(shí)的異常向量表，在異常向量表中的復(fù)位異常跳轉(zhuǎn)的地址，也是程序首先執(zhí)行的地址。那么此時(shí)的program entry和復(fù)位異常跳轉(zhuǎn)地址的孰是孰非？哪個(gè)才是真正的入口執(zhí)行？

毫無(wú)疑問，肯定是復(fù)位異常首先被執(zhí)行，那為什么需要配置"program entry"？

?

2、這得從系統(tǒng)的角度去尋找答案。在main函數(shù)運(yùn)行之前，必須要有硬件初始化、軟件初始化，其中軟件初始化一般包含全局變量、0初始化變量、堆棧等等，這部分的初始化稱為系統(tǒng)初始化，一般由啟動(dòng)代碼完成。IAR IDE工具在默認(rèn)的情況下會(huì)根據(jù)工程配置，在最終可執(zhí)行的鏡像中加入合適的啟動(dòng)代碼。注意這里的【默認(rèn)情況】是如何實(shí)現(xiàn)的：通常而言構(gòu)建構(gòu)成包括編譯、鏈接，編譯工程源代碼得到目標(biāo)文件，將目標(biāo)文件和庫(kù)文件作為輸入，送給鏈接器鏈接得到可執(zhí)行文件（鏡像）。鏈接器鏈接時(shí)，解決了外部引用符號(hào)的重定位、地址安排等，但是，對(duì)于鏈接器而言，程序從哪里開始執(zhí)行呢？

1）默認(rèn)的main？非也，

2）鏈接器不需要知道程序從哪里開始執(zhí)行，只需要強(qiáng)制低把啟動(dòng)代碼加入，就可以實(shí)現(xiàn)從復(fù)位異常-》系統(tǒng)初始化-》main完成。但是，這樣的鏈接器動(dòng)作太過死板，如果用戶需要另外的啟動(dòng)方式，則使用此鏈接器不能達(dá)到目標(biāo)。

故，鏈接器必須知道程序的入口地址，當(dāng)鏈接器得到程序的入口地址之后，才會(huì)鏈接包含入口地址的模塊（庫(kù)文件或者目標(biāo)文件），并且依據(jù)此入口地址構(gòu)建函數(shù)調(diào)用棧，在函數(shù)調(diào)用棧中的每一個(gè)函數(shù)都需要找到定義的模塊，鏈接器由此得到所有需要鏈接的模塊（庫(kù)、目標(biāo)文件），最后才是所有模塊的鏈接形成可執(zhí)行文件。

因此，“program entry”是為了給鏈接器指示用的。

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3、異常向量表的復(fù)位異常跳轉(zhuǎn)地址和“program entry”看來(lái)沒有直接的關(guān)系，因?yàn)?/p>

1）芯片復(fù)位后，經(jīng)復(fù)位異常跳轉(zhuǎn)，不一定調(diào)到“program entry”處執(zhí)行；

2）異常向量表需要配合目標(biāo)系統(tǒng)硬件的啟動(dòng)方式、內(nèi)存地址等眾多因素，其最主要的作用是，芯片復(fù)位后調(diào)到啟動(dòng)代碼處執(zhí)行，以及發(fā)生中斷、其他異常時(shí)，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理代碼處。

?

4、如果用戶自行編寫啟動(dòng)代碼，只需要將該啟動(dòng)代碼添加入工程，重新指定“program entry”則可以完成用戶自定義的啟動(dòng)方式，重寫了IAR IDE默認(rèn)提供的cstartup.s啟動(dòng)文件。

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5、為了驗(yàn)證上述猜想，做一個(gè)測(cè)試。新建一個(gè)簡(jiǎn)單的main工程，工程只有一個(gè)main.c源文件：

int?main()
{
??return?0;
}

1）在默認(rèn)情況下，工程選項(xiàng)配置成“__iar_program_entry”，如下圖

編譯后，查看生成的map文件：

*******************************************************************************
***?ENTRY?LIST
***

Entry????????????????????Address??Size??Type??????Object
-----????????????????????-------??----??----??????------
?main?????????????????0x00000100????????Code??Gb??cmain.o?[5]
Abort_Handler?????????0x0000015c????????Code??Wk??vectortrap.o?[5]
CSTACK$$Base??????????0x00100000?????????--???Gb??-?Linker?created?-
CSTACK$$Limit?????????0x00102000?????????--???Gb??-?Linker?created?-
FIQ_Handler???????????0x0000015c????????Code??Wk??vectortrap.o?[5]
FIQ_STACK$$Base???????0x00102100?????????--???Gb??-?Linker?created?-
FIQ_STACK$$Limit??????0x00102200?????????--???Gb??-?Linker?created?-
IRQ_Handler???????????0x0000015c????????Code??Wk??vectortrap.o?[5]
IRQ_STACK$$Base???????0x00102000?????????--???Gb??-?Linker?created?-
IRQ_STACK$$Limit??????0x00102100?????????--???Gb??-?Linker?created?-
Prefetch_Handler??????0x0000015c????????Code??Wk??vectortrap.o?[5]
Region$$Table$$Base???0x00000000?????????--???Gb??-?Linker?created?-
Region$$Table$$Limit??0x00000000?????????--???Gb??-?Linker?created?-
SWI_Handler???????????0x0000015c????????Code??Wk??vectortrap.o?[5]
Undefined_Handler?????0x0000015c????????Code??Wk??vectortrap.o?[5]
__cmain???????????????0x00000100????????Code??Gb??cmain.o?[5]
__exit????????????????0x00000138????????Code??Gb??XXexit.o?[5]
__iar_init_vfp????????0x000000ec????????Code??Gb??fpinit.o?[4]
__iar_init_vfp_v6?????0x000000d8????????Code??Gb??fpinit.o?[4]
__iar_program_start???0x00000080????????Code??Gb??cstartup.o?[5]
__low_level_init??????0x00000124???0x8??Code??Gb??low_level_init.o?[3]
__vector??????????????0x00000000????????Data??Gb??cstartup.o?[5]
_call_main????????????0x00000110????????Code??Gb??cmain.o?[5]
_exit?????????????????0x0000014c????????Code??Gb??cexit.o?[5]
_main?????????????????0x00000118????????Code??Gb??cmain.o?[5]
exit??????????????????0x00000134???0x4??Code??Gb??exit.o?[3]
main??????????????????0x0000012c???0x8??Code??Gb??main.o?[1]

entry欄是函數(shù)名稱，也是函數(shù)的入口地址；object欄是來(lái)源的目標(biāo)文件?？梢钥吹剑癬_iar_program_start“位于cstartup.o文件中，也就是IAR默認(rèn)提供的啟動(dòng)文件。從__iar_program_start開始執(zhí)行，還調(diào)用了其他的函數(shù)，所以在可執(zhí)行文件中，還可以看到其他的entry，比如_main，？main，SWI_Handler等等（這些entry都在IAR安裝目錄下的armsrclibarm目錄下的文件中定義）。這些都是因?yàn)閺?__iar_program_entry"開始執(zhí)行時(shí)的函數(shù)調(diào)用棧中的函數(shù)。

2）更改程序的入口為main，如下圖：

?編譯后，查看生成的map文件

*******************************************************************************
***?ENTRY?LIST
***

Entry????????????????????Address??Size??Type??????Object
-----????????????????????-------??----??----??????------
Region$$Table$$Base???0x00000000?????????--???Gb??-?Linker?created?-
Region$$Table$$Limit??0x00000000?????????--???Gb??-?Linker?created?-
__iar_init_vfp????????0x00000094????????Code??Gb??fpinit.o?[4]
__iar_init_vfp_v6?????0x00000080????????Code??Gb??fpinit.o?[4]
main??????????????????0x000000a8???0x8??Code??Gb??main.o?[1]

對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在最終可執(zhí)行文件中，僅包括了main目標(biāo)文件的main entry。鏈接器鏈接時(shí)，直接從mian entry開始執(zhí)行，不再調(diào)用其他的函數(shù)，故不用鏈接到IAR系統(tǒng)提供的庫(kù)，也不用自動(dòng)加入啟動(dòng)代碼。

總結(jié)：program entry是為了鏈接器服務(wù)的，它給出了鏈接器在鏈接時(shí)需要鏈接的模塊，從而為用戶提供重寫啟動(dòng)代碼的方法。

關(guān)于異常向量表如何配合目標(biāo)硬件系統(tǒng)，將在后面的文件補(bǔ)充。