豹哥嵌入式讲堂:A奥迪Q5M Cortex-M开发之文件详解(6)- 可执行文件(.out/.elf)

LiveCharts文档-2FAQ

原文链接
LiveCharts基于的阳台有WPF,UWP,WinForms;语言是C#,
FAQ:
自身怎么转移贰个chart到image
请使用RenderTargetBitmap
自己怎么处理一个不再当前屏幕上的chart
现行还不协助,请继续关注更新。
本人怎样用编程的方法缩放chart
可以很不难的经过Axis.MinValueAxis.MaxValue品质来操作。
怎么自个儿的动画片很丑?
对库来说,引用类型比值类型更便于追踪,如若你模仿的例子是用引用类型的Point,比如ObservableCollection类,而你却用的是值类型的double来顶替,你就可能获取2个不比的动画。
怎么作者的卡通很慢?
试试LiveCharts.Geared。它是用来拉长LiveCharts库品质的3个单身的加快包。当LiveCharts开始做的时候,我主要考虑的是赏心悦目,很少关怀过品质,但是当以此库起首火的时候,笔者就非得抬高那样1个包来进步品质,从而让LiveCharts越发完美。

一 、elf文件基础

  ELF全称Executable and Linkable
Format,可实施连接格式,ELF格式的公文最早用于存储Linux程序,后演化到ACRUISERM系统上存储A纳瓦拉M程序。ELF文件(目标文件)格式紧要三种:

  • 可重定向文件:用来和其余的靶子文件一起来创造一个可执行文件恐怕共享目的文件(也称object文件可能静态库文件,日常后缀为.o和.a的公文)。这一个文件是用于编译和链接阶段。
  • 可执行文件:用于转移应用image,载入存储器执行(后缀平日为.out大概.elf)。这一个文件是用以加载执行等级。
  • 共享目标文件:用于和其余共享目的文件大概object文件一起生成可执行文件,大概和可执行文件一起开创应用image。(也称共享库文件,后缀为.so的文书)。这一个文件既可用于编译和链接阶段,也可用来加载执行等级。

  我们在A牧马人M开发中越来越多接触的是前三种格式,第贰种格式前边种类作品relocatable文件早就介绍过,本文的文彩四溢是第贰种格式-可执行文件。不管是哪一种格式的ELF文件,其都或许含有如下两种基本索引表:

  • file header:一般在文件的开头,描述了ELF文件的共同体社团情况。
  • program
    header
    :告诉系统如何创制image,可执行文件必须有所program
    header,而可重定向文件则不须求。
  • section
    header
    :包涵了描述文件section的新闻,各种section都有三个header,每三个header给出诸如section名称、section大小等音讯。可重定向文件必须包蕴section
    header。

  既然知道了设有二种索引表,那么表的构造定义在哪儿吧?github上的linux仓库里有切实可行定义,在elf.h头文件里。

Linux仓库:https://github.com/torvalds/linux.git
elf.h路径:\linux\include\uapi\linux\elf.h

  打开elf.h文件便可找到四个表的原型定义,鉴于如今的AENCOREM
Cortex-M都以32bit,所以那边仅列出32bit下的表的原型:Elf32_Ehdr、Elf32_Phdr、Elf32_Shdr。

// file header
#define EI_NIDENT    16
typedef struct elf32_hdr{
  unsigned char e_ident[EI_NIDENT];     /* Magic number and other info */
  Elf32_Half    e_type;                 /* Object file type */  
  Elf32_Half    e_machine;              /* Architecture */  
  Elf32_Word    e_version;              /* Object file version */  
  Elf32_Addr    e_entry;                /* Entry point virtual address */  
  Elf32_Off     e_phoff;                /* Program header table file offset */  
  Elf32_Off     e_shoff;                /* Section header table file offset */  
  Elf32_Word    e_flags;                /* Processor-specific flags */  
  Elf32_Half    e_ehsize;               /* ELF header size in bytes */  
  Elf32_Half    e_phentsize;            /* Program header table entry size */  
  Elf32_Half    e_phnum;                /* Program header table entry count */  
  Elf32_Half    e_shentsize;            /* Section header table entry size */  
  Elf32_Half    e_shnum;                /* Section header table entry count */  
  Elf32_Half    e_shstrndx;             /* Section header string table index */ 
} Elf32_Ehdr;

// program header
typedef struct elf32_phdr{
  Elf32_Word    p_type;           /* Segment type */
  Elf32_Off     p_offset;         /* Segment file offset */
  Elf32_Addr    p_vaddr;          /* Segment virtual address */
  Elf32_Addr    p_paddr;          /* Segment physical address */
  Elf32_Word    p_filesz;         /* Segment size in file */
  Elf32_Word    p_memsz;          /* Segment size in memory */
  Elf32_Word    p_flags;          /* Segment flags */
  Elf32_Word    p_align;          /* Segment alignment, file & memory */
} Elf32_Phdr;

// section header
typedef struct elf32_shdr {
  Elf32_Word    sh_name;          /* Section name, index in string tbl */
  Elf32_Word    sh_type;          /* Type of section */
  Elf32_Word    sh_flags;         /* Miscellaneous section attributes */
  Elf32_Addr    sh_addr;          /* Section virtual addr at execution */
  Elf32_Off     sh_offset;        /* Section file offset */
  Elf32_Word    sh_size;          /* Size of section in bytes */
  Elf32_Word    sh_link;          /* Index of another section */
  Elf32_Word    sh_info;          /* Additional section information */
  Elf32_Word    sh_addralign;     /* Section alignment */
  Elf32_Word    sh_entsize;       /* Entry size if section holds table */
} Elf32_Shdr;

二、解析elf文件

  所谓工欲善其事,必先利其器,在开始解析elf文件从前,大家亟须先找到一款适合的分析工具,readelf就是GNU/Linux官方推出的专用解析工具。有了那个分析工具,大家便足以逐渐分析elf文件。

  第伍 、五节课里,豹哥已经给大家介绍了2种output文件,本文继续给我们讲project生成的另一种output文件-executable文件,也是专门重大的output文件。

2.1.1 GNU工具集(binutils)

  GNU是“GNU’s Not
Unix”的递归缩写,又称为GNU布置,很多知名的开源软件及工具都以GNU开发的(比如盛名的C语言编译器GCC)。binutils是GNU一系列binary小工具的集结,大家从底下的链接里找到官方binutils包。

主页:http://www.gnu.org/software/binutils/
仓库:git://sourceware.org/git/binutils-gdb.git
下载:http://ftp.gnu.org/gnu/binutils/
文档:https://sourceware.org/binutils/docs-2.29/binutils/index.html

  然则利用上述包里的readelf会有贰个难题,上述工具是在Linux系统下使用的,而大家平日做A本田UR-VM
Cortex-M开发很多都以在windows平台下,那么怎么在windows下拔取readelf工具呢?别急,cygwin给了咱们协助。

  仔细看过豹哥以前课程的恋人肯定领会,豹哥在第二节课relocatable文件里介绍的object文件在格式上实在跟本文要讲的elf文件是近似的,它们都属于ELF文件分支。只不是relocatable文件只是当中过渡文件,而本文要讲的elf却是标准的output文件,那几个文件大致涵盖了工程的有所音讯,有了那么些文件我们既可以在线调试工程,也得以将elf文件转换到image文件,直接下载image文件数据进芯片中脱机运行。明日豹哥就为我们精心分析elf文件。

2.2.4 获得symbol list
c:cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -s demo.elf

Symbol table '.symtab' contains 198 entries:
   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
    74: 10002018    16 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    7 s_array
    75: 10002014     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    7 s_variable0
    76: 10002010     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    7 s_variable2
   135: 00000000     0 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    4 __vector_table
   140: 00000041     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 Reset_Handler
   141: 00000098     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    5 s_constant
   142: 000000ad    32 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 main
   143: 000000cd    14 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 normal_task
   144: 000000db    60 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 heap_task
   155: 0000034d    84 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 init_data_bss
   156: 000003a1    18 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 init_interrupts
   157: 000003dd    12 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 SystemInit
   186: 10002001    16 FUNC    GLOBAL DEFAULT    7 ram_task
   191: 10002034     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    7 n_variable1

  通过readelf -s命令可以赢得symbol
list解析后的音信。可以看来有诸几个symbol,豹哥在那边仅列出利用工程里自定义的函数和变量,从symbol表里大家可以摸清函数/变量在存储器中切实分配地址和长短,那对于我们进一步分析和调节应用是有匡助的。

  文件涉及:linker文件

工具1:GNU工具objcopy

位置:C:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-objcopy.exe
用法:
      objcopy.exe -O binary -S demo.elf demo.bin
      objcopy.exe -O srec   -S demo.elf demo.s19

备注:一说需用arm-linux-objcopy,待验证
2.2.2 获得program header
C:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -l demo.elf

Elf file type is EXEC (Executable file)
Entry point 0x41
There are 1 program headers, starting at offset 31740

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
  LOAD           0x000034 0x00000000 0x00000000 0x004c4 0x004c4 R E 0x100

 Section to Segment mapping:
  Segment Sections...
   00     A0 rw P1 ro

  再来分析program header,通过readelf -l命令可以博得program
header解析后的新闻。从上边可以得知header初始地方在demo.elf的31740
byte处(与file header里的e_phoff音讯是相应的),header新闻提醒program
data从offset 0x34开始,大小共0x4c4
bytes,Reset_Handler入口是0x41。继续在Hex艾德itor查看31740处初始的32byte数据,因为Elf32_Phdr大小就是32bytes:

offset(h)
00007BF0: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 01 00 00 00
00007C00: 34 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 C4 04 00 00
00007C10: C4 04 00 00 05 00 00 00 00 01 00 00 -- -- -- --

  可以看看p_offset=0x00000034,p_memsz=0x000004c4,
与地点解析后的音讯是一模一样的;余下可机关对照。
那里的音讯就相比重大了,因为那指示了上上下下image
binary数据所在(知道了这么些信息,大家便得以一向写脚本依据elf文件生成image
binary),继续在Hex艾德itor里看下来(仅截取部分显得):

offset(h)
00000030: -- -- -- -- 00 20 00 10 41 00 00 00 03 04 00 00
00000040: 3F 04 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000050: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000060: 61 04 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 63 04 00 00
00000070: 65 04 00 00 72 B6 0E 48 0E 49 88 60 00 22 00 23
00000080: 00 24 00 25 00 26 00 27 B8 46 B9 46 BA 46 BB 46

  A卡宴M系统的image前1几个指针都以系统中断向量,我们得以看来SP=0x一千三千,
PC=0x00000041,那与位置解析的Reset_Handler入口是0x41是同盟的。

2.1.3 readelf.exe用法

  readelf.exe坚守标准的windows命令行用法,使用–help可以列出全体命令option及其简介,下边仅列出相比较常用的option。

C:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe --help
Usage: readelf <option(s)> elf-file(s)
 Display information about the contents of ELF format files
 Options are:
  -a --all               Equivalent to: -h -l -S -s -r -d -V -A -I
  -h --file-header       Display the ELF file header
  -l --program-headers   Display the program headers
     --segments          An alias for --program-headers
  -S --section-headers   Display the sections' header
     --sections          An alias for --section-headers
  -t --section-details   Display the section details
  -e --headers           Equivalent to: -h -l -S
  -s --syms              Display the symbol table
     --symbols           An alias for --syms
  --dyn-syms             Display the dynamic symbol table
  -r --relocs            Display the relocations (if present)
  -d --dynamic           Display the dynamic section (if present)
  -V --version-info      Display the version sections (if present)
  -A --arch-specific     Display architecture specific information (if any)
  -I --histogram         Display histogram of bucket list lengths
  @<file>                Read options from <file>

2.2 逐步分析elf文件

  万事俱备了,早先分析elf文件,以首节课project文件里demo工程为例。编译链接该工程可在D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Exe路径下取得demo.elf文件。该文件大小32612
bytes,显明那样简单的五个小工程image
size不容许那样大,表明elf文件里的笔录新闻数量占比分外大。

2.1.2 cygwin(windows下使用GNU)

  Cygwin是两个在windows平台上运营的类UNIX模拟条件,是cygnus
solutions企业(已被Redhat收购)开发的自由软件。它对于学习UNIX/Linux操作环境,可能从UNIX到Windows的应用程序移植,尤其是采取GNU工具集在Windows上展开嵌入式系统开发,万分实用。

// 下载链接
Installer:http://cygwin.com/install.html
Package:  https://cygwin.com/packages/package_list.html
// 相关包(根据平台选择)
binutils                - GNU assembler, linker, and similar utilities
cygwin32-binutils       - Binutils for Cygwin 32bit toolchain
mingw64-x86_64-binutils - Binutils for MinGW-w64 Win64 toolchain 
mingw64-i686-binutils   - Binutils for MinGW-w64 Win32 toolchain

  下载安装好cygwin包后,便可在装置目录下\cygwin64\bin\找到x86_64-w64-mingw32-readelf.exe工具(豹哥选取的是mingw64-x86_64-binutils包)。

2.1 解析工具readelf

  既然elf文件是Linux系统下常用的可执行文件格式,那么Linux社区一定会有配套的工具去分析它,是的,那几个工具就叫readelf,在GNU工具集binutils里。

工具2:IAR工具ielftool.exe

位置:\IAR Systems\Embedded Workbench xxx\arm\bin\ielftool.exe
用法:
      ielftool.exe --bin  demo.elf demo.bin
      ielftool.exe --ihex demo.elf demo.hex
      ielftool.exe --srec demo.elf demo.s19

  至此,嵌入式开发里的executable文件(elf)文件豹哥便介绍完毕了,掌声在什么地方~~~

番外一、几个elf转换image工具

  在前几天的番外篇里,豹哥给大家顺便介绍两款专业的elf文件转换来image文件的工具。


2.2.3 获得section header
c:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -S demo.elf
There are 21 section headers, starting at offset 0x7c1c:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 006338 000000 00      0   0  4
  [ 1] .shstrtab         STRTAB          00000000 006338 0000e6 00      0   0  4
  [ 2] .strtab           STRTAB          00000000 006420 000b7c 00      0   0  4
  [ 3] .symtab           SYMTAB          00000000 006f9c 000c60 10      2 135  4
  [ 4] A0 rw             PROGBITS        00000000 000034 000040 01  AX  0   0 256
  [ 5] P1 ro             PROGBITS        00000040 000074 000484 01  AX  0   0  4
  [ 6] P3 ui             NOBITS          10000000 0004f8 002000 01  WA  0   0  8
  [ 7] P2 rw             NOBITS          10002000 0004f8 000438 01  WA  0   0  8
  [ 8] .debug_abbrev     PROGBITS        00000000 0004f8 0002c6 01      0   0  0
  [ 9] .debug_aranges    PROGBITS        00000000 0007c0 00016c 01      0   0  0
  [10] .debug_frame      PROGBITS        00000000 00092c 00057c 01      0   0  0
  [11] .debug_info       PROGBITS        00000000 000ea8 000e2e 01      0   0  0
  [12] .debug_line       PROGBITS        00000000 001cd8 000dcb 01      0   0  0
  [13] .debug_loc        PROGBITS        00000000 002aa4 00024c 01      0   0  0
  [14] .debug_macinfo    PROGBITS        00000000 002cf0 00011e 01      0   0  0
  [15] .debug_pubnames   PROGBITS        00000000 002e10 00012a 01      0   0  0
  [16] .iar.debug_frame  PROGBITS        00000000 002f3c 00007e 01      0   0  0
  [17] .iar.debug_line   PROGBITS        00000000 002fbc 000367 01      0   0  0
  [18] .comment          PROGBITS        00000000 003324 002fa2 01      0   0  0
  [19] .iar.rtmodel      PROGBITS        00000000 0062c8 000047 01      0   0  0
  [20] .ARM.attributes   ARM_ATTRIBUTES  00000000 006310 000026 01      0   0  0
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),
  L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),
  C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),
  y (purecode), p (processor specific)

  再来分析section header,通过readelf -S命令可以拿走section
header解析后的音信。能够观察有不可胜举个section,其中最要紧的伍个section是A0(readonly
vector), P1(readonly code,data), P2(readwrite data, heap),
P3(STACK)。具体分析,各位朋友本身试试看。

  我们好,作者是豹哥,猎豹的豹,犀利哥的哥。明天豹哥给大家讲的是嵌入式开发里的executable文件(elf)

2.3 elf文件layout

  经过上一节对demo.elf里相继header的分析,此时大家便可以粗略地画出elf文件layout。

File offset Data content Data size in bytes
0x00000000 ELF file header 52
0x00000034 Image binary (Section4-A0 rw, .intvec中断向量表) 0x40
0x00000074 Image binary (Section5-P1 ro, readonly section(.text, .rodata…)) 0x484
0x000004F8 Section8-20 (包含各种辅助调试和系统段.debug_xx, .iar.xx) 0x5E3E
0x00006336 NULL 0x2
0x00006338 Section1-.shstrtab字符串表 0xE6
0x00006420 Section2-.strtab字符串信息 0xB7C
0x00006F9C Section3-.symtab符号信息 0xC60
0x00007BFC ELF Program header 0x20
0x00007C1C ELF Section headers (0 – 20) 21 * 40
2.2.1 获得file header
C:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -h demo.elf
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
  Class:                             ELF32
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              EXEC (Executable file)
  Machine:                           ARM
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x41
  Start of program headers:          31740 (bytes into file)
  Start of section headers:          31772 (bytes into file)
  Flags:                             0x5000000, Version5 EABI
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           32 (bytes)
  Number of program headers:         1
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         21
  Section header string table index: 1

  第叁步首先分析file header,前面介绍里说过file
header是身处文件最后面的。通过readelf -h命令能够拿到file
header解析后的新闻。让大家来相比一下,使用Hex艾德itor直接打开demo.elf可获取如下数据,仅取前52bytes(0x34)数据,因为Elf32_Ehdr大小就是52bytes:

offset(h)
00000000: 7F 45 4C 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000010: 02 00 28 00 01 00 00 00 41 00 00 00 FC 7B 00 00
00000020: 1C 7C 00 00 00 00 00 05 34 00 20 00 01 00 28 00
00000030: 15 00 01 00 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

  可以见见前16byte是e_ident[16],与分析后的Magic是一致的;再来验证prgram
header偏移e_phoff=0x00007BFC,数量e_phnum=0x0001,大小e_phentsize=0x0020,也是与分析后的新闻特出的;余下可活动对照。

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