深入探索 linux arm hex 编码技术
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在嵌入式系统和移动设备中,Linux ARM 微处理器是一种非常常见的处理器架构。为了运行在这种处理器上的软件和应用程序,需要将其编译成适合的二进制代码。而 HEX 编码就是最常见的二进制表示方法之一。在本文中,我们将深入探索 Linux ARM HEX 编码技术,并着重讲解其在嵌入式系统中的应用。
什么是 HEX 编码?
十六进制(HEX)编码是一种计算机科学中常用的进位制表示法,使用数字 0-9 和字母 A-F 来表示数字 0-15。在计算领域,十六进制表示法尤其流行,因为它更加紧凑而且易于转换成二进制。例如,在十六进制中,数字 “E” 表示二进制中的 “1110”。
而将十六进制表示法用于编码二进制程序,则称之为 HEX 编码。将十六进制表示法用于编码二进制程序,是因为这种形式可以运用于不易识别和处理二进制码的设备,例如嵌入式设备和 ARM 处理器。
在 Linux ARM 系统中,用户需要将自己的程序源代码编译成适合 ARM 处理器的二进制程序,然后将其写入 FLASH 存储器。由于使用十六进制表示法可以精简文件大小并方便传输,因此 HEX 编码成为了当今 ARM 设备上的主流二进制格式之一。HEX 编码会把二进制程序的 instructions 作为十六进制值进行编解码,并在十六进制文件中按顺序存储。
做好 HEX 格式的准备
要在 Linux ARM 系统中编译和使用 HEY 编码程序,需要进行必要的准备。需要将编译器设置为适合 ARM 处理器的编译器。ARM GNU 工具链是一套非常受欢迎的 ARM 处理器编译成链工具。它提供有包括 C 编译器、汇编器、链接器等多种工具,用于编译和调试 ARM 处理器所用的程序。
还需要了解一些程序调试相关的工具,以免因为工具的问题而无法调试程序。例如,使用 gdb 和 xxd 工具可以帮助我们调试和验证程序的功能。
理解 HEX 文件格式
当使用 HEX 编码程序时,输出文件将成为一个包含所有 instructions 的文本文件,并且该文件可以分为几个行。每行通常包含一个地址和一个或多个数据字节。而每个数据字节都为一个十六进制数值,或一个到两个 ASCII 字符表示的种类(例如,与字节相对应的字符)。
HEX 文件通常是纯文本格式的,其之一个字符为冒号 “:”。在该字符后面的 2 个字符指定该行中字节数。在这之后,16 个字符将指定地址。紧随地址指定的字符是最多 16 个字节的数据。除开头和结束的行以外,其他行的最后两个字符通常是一个校验和值。这个校验和是对地址和数据字节进行计算得到的。
HEX 文件的格式如下:
: LL AAAA TT DD DD DD DD DD DD DD DD DD DD DD DD DD CC
其中:
– LL:该行数据字节数量,为 16 进制文本。
– AAAA:此行数据距离头部的地址偏移,为 16 进制文本。
– TT:数据类型,其可以是 00、01、02、03、04、05、06、07、08、09、以及 0A。如果 TT 值为 00,表示这是数据行;如果 TT 值为 01,表示这是文件结束行。
– DD:该行数据,可以包含多个数据字节。
– CC:校验和字段。
在 Linux ARM 中,HEX 文件格式的使用使得程序的传输和调试更加方便。使用这种格式,可以将程序以文本文件的形式传输,并在运行时将其解析为一组 instructions 执行。
结语
Linux ARM HEX 编码在嵌入式设备和 ARM 处理器中的应用非常广泛。它在编码的过程中更大化了空间利用率和传输效率,并且并不要求使用额外的转换工具。本文介绍了使用 HEX 编码来编译和调试 ARM 处理器程序的流程,以及其主要的文件格式形式。使用 HEX 编码的好处在于,在进行调试阶段和传输程序的过程中,可以轻松地将程序以文本形式传输和处理,从而大大简化了整个过程。
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芯片不同定义不同
这个要看你使用的是哪种平台(samsung还是ti等)和编写哪种类型的程序(一般含虚陪情况下都是驱动程序),如果是平台相关,则一般在arch/arm下,以三星为例,誉亮一般放在arch\arm\plat-s3c\include中,谈蠢如果是驱动程序中用到的寄存器,会在相应驱动程序的头文件中
硬件的外设地址在数据手册里定义,不在操作系统里定义
在linux源代码中会有一部分c语言与汇编语言相交融的部分。
其中linux中汇编语言采用的不是我们通用的intel的汇编语言,而是采用的是AT&T格式的汇
编语言,它们之间有一些差别:
目标与源的方向不大一样
mov
ax,
bx
mov
%bx,
%ax
AT&T寄存器前要加入%
ax
%ax
AT&T立即数前面要加上$
add
ax,
add
%ax,$4
对于访问指令的操作数大小
intel的格式是在操作数前加上BYTE
PTR、DWORD
PTR等等
AT&T格式:在操作数后面加上b、l、w等
MOV
AL,
BYTE
PTR
FOO(intel)
movb
FOO,
%al
(AT&T)
间接寻址:
SECTION:
Section:disp(base,
index,
scale)
C语言中插入汇编代码比纯粹的汇编要难,因为要设计到“培桐如何分配使用寄存器、怎样与C语
言中变量相结合”
下面“=”代表只读,“+”代表读写
每个输嫌宴出部分均以=开始
比如我想配者坦定义一个char型的变量,放入ax中
register
char
_temp
a
(“ax”);
register
char
_temp
__a__
(“ax”);
以上两种方式均正确
在这里我们通常看到普通的寄存器前面有两个%,代表下面的意思:之一寄存器前要有一个%
第二对于一个模板前要加入一个%
下面以一个在内核中常见的目的为了实现原子操作的一个函数为例子atomic_add来介绍
static
__inline__
void
atomic_add(int
i,
atomic_t
*v)
{
__a__
__volatile__(
LOCK
“addl
%1,
%0″
:”=m”(v->counter)
:”ir”(i),
“m”(v->counter)
);
}
ir代表一个寄存器中的直接操作数
首先一个头部:__a__
__volatile__();
a();
__a__();告诉编译器里面是汇编语言
:之一个冒号是输出部分:第二个冒号是输入部分
其实还有第三个冒号:代表着损坏部分
a(”汇编语句”
:输出部分
:输入部分
:损坏部分)
%0、%1
等等代表着一种模板操作数,其中数字到几取决于cpu寄存器数量
“m”,
“v”,
“o”
–内存单元
“r”
任意寄存器
“q”
表示eax、ebx、ecx、edx之一
“i”,
“h”
表示立即数
“a”,
“b”,
“c”,
“d”表示eax、ebx、ecx、edx
关键字LOCK表示在执行的时候把系统总线锁住,不让其他
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