### ARM映像文件及执行机理详解
#### 一、ARM映像文件的理解与生成
##### 1.1 初步认识AXF和BIN文件
在深入探讨ARM映像文件之前，我们需要先了解两种常见的文件格式：AXF和BIN。
**AXF文件**：这是一种由ARM开发工具链生成的特定格式的文件，它包含了可执行代码以及调试信息等额外数据。AXF文件主要用于链接器和调试器之间进行通信，以便于开发人员进行调试和分析。
**BIN文件**：这是真正的可执行文件格式，它只包含必要的机器码和数据段，不包含任何调试信息。BIN文件可以直接被加载到目标硬件上运行。
通过对比AXF和BIN文件，我们可以发现它们之间的显著差异：
- **文件头**：AXF文件的前52个字节是文件头，包含了编译器和链接器所需的信息，而BIN文件从第一个字节开始就是实际的代码和数据。
- **内容一致性**：从第一条指令开始，AXF文件和BIN文件的内容是完全一致的，这意味着BIN文件实际上是从AXF文件中提取出来的可执行部分。
为了生成这两种文件，开发者通常会在开发环境中设置相应的选项。例如，在使用ADS 1.2工具链时，可以通过设置“Post-Linker: From ELF”和“ARM From ELF”中的“Output Format: Plain Binary”选项来同时生成AXF和BIN文件。
#### 二、映像文件的加载与运行状态
##### 2.1 加载域与运行时域
在ARM系统的上下文中，映像文件的加载和运行涉及到两个重要的概念：加载域和运行时域。
**加载域**：是指映像文件在加载到目标设备（如Flash）上的初始位置。在这个阶段，映像文件通常会被放置在Flash的特定起始地址，例如0x00000000。
**运行时域**：是指程序在运行时的实际地址空间。由于某些硬件限制或优化需求，程序在运行时可能不会在其加载地址处执行。例如，ARM系统可能会将程序从Flash复制到SDRAM中执行，因为SDRAM通常比Flash具有更快的访问速度。
为了实现这种地址转换，开发者需要在程序中进行地址重映射处理，确保程序可以在正确的地址空间内运行。
#### 三、地址重映射(REMAP)
地址重映射是ARM系统中非常重要的一个环节，它确保了程序可以从加载地址转换到运行地址。在这个过程中，开发者需要关注以下几个关键点：
1. **初始化硬件**：需要对硬件进行初始化，确保所有的外围设备能够正常工作。这包括设置SDRAM控制器、设置中断控制器等。
2. **配置加载地址和运行地址**：通过ARM Linker配置文件，可以指定程序的加载地址和运行地址。例如，在上面提到的例子中，ro_base设为0x0000表示ROM区域的基地址，rw_base设为0xa00000表示RAM区域的基地址。
3. **执行地址转换**：一旦硬件初始化完成并且配置了加载地址和运行地址，就需要编写代码来实现地址转换。这通常涉及将程序从Flash复制到SDRAM的过程，并更新相关的指针变量指向新的地址空间。
#### 四、案例分析
为了更好地理解上述概念，我们可以参考文章中提到的案例——串口发送程序`MySComm4510b002.mcp`。该程序的初始化和地址重映射部分参考了`twentyone`的程序，而串口发送部分则参考了`sofa`的程序。
通过阅读并理解这个程序，我们可以看到开发者如何处理地址重映射以及初始化硬件的问题。例如，通过查看代码中的初始化部分，我们可以了解到开发者是如何配置SDRAM控制器、设置中断控制器以及执行地址转换的。
#### 结论
通过对ARM映像文件及其执行机理的深入探讨，我们可以看出，了解这些基础知识对于成功开发ARM系统至关重要。从生成映像文件到处理加载和运行时的状态，再到实现地址重映射，每一个步骤都需要开发者仔细规划和实施。希望这篇文章能帮助您更好地理解和掌握ARM系统开发的核心知识。
