COFF的一般概念实用

会计学1COFF的一般概念实用第4章汇编语言程序开发工具4.3

COFF的一般概念

4.3.1

COFF文件的基本单元

COFF文件有3种类型：COFF0、COFF1、COFF2。

每种类型的COFF文件，其标题格式都有所不同，但数据部分是相同的。

链接器能够读/写所有类型的COFF文件，默认时链接器生成的是COFF2文件

’C54x汇编器和C编译器产生的是COFF2文件。

第1页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.1

COFF文件的基本单元

1.

段(sections)

是COFF文件中最重要的概念。每个目标文件都分成若干段。

段——是存储器中占据相邻空间的代码或数据块。一个目标文件中的每个段都是分开的和各不相同的。COFF目标文件都包含以下3种形式的段：

.text

段(文本段)，通常包含可执行代码；

.data

段(数据段)，通常包含初始化数据；

.bss

段(保留空间段)，通常为未初始化变量保留存储空间。第2页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.1

COFF文件的基本单元

2.

段的基本类型

COFF目标文件中的段有两种基本类型。

初始化段

未初始化段(1)

初始化段

初始化段中包含有数据或程序代码。主要有：

.text段——已初始化段；

.data段——已初始化段；

.sect段——已初始化段，由汇编器伪指令建立的自定义段。

第3页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.1

COFF文件的基本单元

2.

段的基本类型

COFF目标文件中的段有两种基本类型。(2)

未初始化段

在存储空间中，为未初始化数据保留存储空间。它包括：

.bss段——未初始化段；

.usect段——未初始化段，由汇编命令建立的命名段（自定义段）。第4页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.1

COFF文件的基本单元

3.

段与目标存储器的对应关系

汇编器的任务：在汇编过程中，根据汇编命令将各段各部分程序代码和数据连在一起，构成目标文件。

链接器的任务：就是分配存储单元，将目标文件中的段重新定位到目标系统的存储器中，这一过程称为定位或分配。

第5页/共44页第4章汇编语言程序开发工具3.

段与目标存储器的对应关系目标文件中的段与目标存储器之间的关系

目标文件目标存储器.bss.data.textRAME2PROMROM第6页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.2

汇编器对段的处理

汇编器对段的处理是通过段伪指令来区别各个段的，并将段名相同的语句汇编在一起。汇编器有5条伪指令可识别汇编语言程序的各个部分：

●.bss

●.usect

●.text

●.data

●.sect——定义未初始化段——定义未初始化段——定义已初始化段——定义已初始化段——定义已初始化段第7页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.2

汇编器对段的处理

未初始化段就是在’C54x存储器中保留空间，通常它们被定位在RAM区。在目标文件中，这些段中没有确切的内容。由这些段定义的空间仅作为临时存储空间，在程序运行时，可以利用这些存储空间存放变量。未初始化段分为默认的和命名的两种，分别由汇编器伪指令.bss和.usect产生。1.

未初始化段

第8页/共44页第4章汇编语言程序开发工具(1).bss伪指令1.

未初始化段

用于在bss段中保留若干个空间。格式：.bss

符号，字数符号——对应于保留的存储空间第一个字的变量名称。可以让其他段引用，也可以用.global命令定义为全局符号。

字数——表示在bss段或标有名字的段中保留若干个存储单元。

每调用一次.bss伪指令，汇编器在相应的段保留更多的空间。

第9页/共44页第4章汇编语言程序开发工具1.

未初始化段

(2).usect伪指令

用于为指定的命名段保留若干个空间。格式：符号.usect

“段名”，字数段名——程序员为未初始化的命名段定义的名字。

每调用一次.usect伪指令，汇编器在指定的命名段保留更多的空间。

第10页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.2

汇编器对段的处理

已初始化段中包含有可执行代码或初始化数据。这些段中的内容都在目标文件中，当加载程序时再放到’C54x的存储器中。每个已初始化段都是可以重新定位的，并且可以引用其他段中所定义的符号。链接器在链接时会自动地处理段间的相互引用。已初始化段由.text、.data和.sect三个伪指令建立。2.

已初始化段第11页/共44页第4章汇编语言程序开发工具

已初始化命令的句法：2.

已初始化段

.text[段起点]

.data[段起点]

.sect

“段名”[,段起点]段起点——是任选项。若选用，它为段程序计数器SPC定义一个起始值。若默认，则SPC从0开始。

第12页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.2

汇编器对段的处理

当汇编器遇到.text或.data或.sect命令时，将停止对当前段的汇编(相当于一条结束当前段汇编的命令)，然后将紧接着的程序代码或数据汇编到指定的段中，直到再遇到另一条.text、.data或.sect命令为止。

当汇编器遇到.bss或.usect命令时，并不结束当前段的汇编，只是暂时从当前段脱离出来，并开始对新的段进行汇编。

.bss和.usect命令可以出现在一个已初始化段的任何位置，而不会对它的内容发生影响。

第13页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.2

汇编器对段的处理

命名段由用户指定，与默认的.text，.data和.bss段的使用相同，但它们被分开汇编。假如一部分可执行代码（例如初始化程序）不希望和.text段分配在一起，可将它们汇编进一个命名段，这样就可定位在与.text不同的地方。也可将初始化的数据汇编到与.data段不同的地方，或者将未初始化的变量保留在与.bss段不同的位置。

可用.usect和.sect两个伪指令产生命名段。3.

命名段（自定义段）第14页/共44页第4章汇编语言程序开发工具

.usect伪指令产生类似.bss的段，为变量在RAM中保留存储空间。

.sect伪指令产生类似.text和.data的段，可以包含代码或数据。.sect伪指令产生可重新定位地址的命名段。3.

命名段

产生命名段伪指令格式：

符号

.usect

“段名”，字数

.sect

“段名”

可以产生多达32767个不同的命名段。段名可长达200个字符。第15页/共44页第4章汇编语言程序开发工具

对于.sect和.usect伪指令，段名可以作为子段的参考。每次用一个新名字调用这些伪指令时，就产生一个新的命名段。若用已有的段名调用这些伪指令，则汇编器就将代码或数据（或保留空间）汇编进相应名称的段中。不同的伪指令不能使用相同的名字。即不能用.usect创建了命名段，然后又用.sect创建一个相同名字的段。3.

命名段第16页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.2

汇编器对段的处理

子段是较大段中的小段。链接器可以像处理其他段一样处理子段。子段结构可用来对存储器空间进行更紧凑的控制,可以使存储器空间分配更加紧密。4.

子段

子段命名格式：

基段名：子段名

子段名前为基段名，随后为冒号，最后为子段名。

第17页/共44页第4章汇编语言程序开发工具

对于子段，汇编器可以单独为其分配存储单元，或者在相同的基段名下与其他段组合在一起。

用.sect命令建立的段是已初始化的子段；

用.usect命令建立的段是未初始化的子段。4.

子段

例如，若要在.text段内建立一个称之为_func的子段，其命令格式：.sect

“.text：_func”

第18页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.2

汇编器对段的处理

汇编器为每个段都安排了一个单独的程序计数器称之为段程序计数器SPC。

SPC表示在程序代码或数据段内当前的地址。开始时汇编器将每个SPC置0。当汇编器将程序代码或数据加到段内时，增加相应的SPC值。若再继续对某个段汇编，则相应的SPC就在先前的数值上继续增加。链接器在链接时要对每个段进行重新定位。5.

段程序计数器SPC第19页/共44页第4章汇编语言程序开发工具【例4.3.1】段命令应用举例。

汇编语言源程序：

.datacoeff.word044h,055h,066h.bssbuffer，8prt.word0456h.textadd：LD0Dh，Aaloop：SUB#1，ABCaloop，AGEQ.dataivals.word0CCh，0DDh，0EEh

;初始化数据段

;3组数据放入.data段

;在.bss段保留8个单元

;0456h放入.data段

;初始化文本段

;1字指令

;2字指令

;2字指令共计5个字

;初始化数据段

;3组数据放入.data段第20页/共44页第4章汇编语言程序开发工具汇编语言源程序：var2.usect“newvars”，2inbuf.usect“newvars”，8

.text

mpy：

LD0Ah，B

mloop：

MPY#0Ah，BBCmloop，BNOV.sect“vectors”

.word044h，088h

;建立newvars命名段,保留2个单元

;在newvars段保留8个单元

;初始化文本段

;1字指令

;2字指令

;2字指令共计5个字;建立vectors命名段

;2组数据放入vectors命名段第21页/共44页第4章汇编语言程序开发工具经汇编后，得列表文件（部分）：2**********************************3

**汇编一个初始化表到.data段**4**********************************5

0000.data6

0000

0044coeff.word044h,055h,066h

0001

0055

0002

00667**********************************8**在.bss段中为变量保留空间**9**********************************10

0000.bssbuffer，811**********************************12

**仍然在.data段中**13**********************************14

0003

0456prt.word0456h第22页/共44页第4章汇编语言程序开发工具15**********************************16

**汇编代码到.text段**17**********************************18

0000.text19

0000

100dadd：

LD0Dh，A20

0001

f010aloop：SUB#1，A

0002

0001

21

0003

f842

BCaloop，AGEQ

0004

0001’

22

**********************************23

**汇编另一个初始化表到.data

段**

24**********************************25

0004

.data

26

0004

00ccivals.word0CCh，0DDh，0EEh

0005

00dd

0006

00ee27**********************************28**为更多的变量定义另一个段**29**********************************30

0000var2.usect“newvars”，231

0001

inbuf.usect“newvars”，8

第23页/共44页第4章汇编语言程序开发工具32****************************************33**汇编更多代码到.text段**34****************************************35

0005

.text

36

0005

110a

mpy：

LD0Ah，B

37

0006

f166mloopMPY#0Ah，B

0007

000a

38

0008

f868BCmloop，BNOV

0009

0006’

39****************************************40**为中断向量.vectors定义一个自定义段**41****************************************42

0000

.sect“vectors”

43

0000

0044

.word044h，088h

0001

0088

源程序的行号

段程序计数器目标代码汇编语言源程序第24页/共44页第4章汇编语言程序开发工具

汇编语言源程序经过汇编后，共建立了5个段：

●.text段——文本段，段内有10个字可执行

的程序代码。

●.data段——已初始化的数据段，段内有7

个字的数据。

●vectors段——用.sect命令生成的命名段,

段内有2个字的初始化数据。

●.bss段——未初始化的数据段，在存储器中

为变量保留8个存储单元。●

newvars段——用.usect命令建立的命名段,

为变量保留10个存储单元。第25页/共44页第4章汇编语言程序开发工具经汇编后，得列表文件（部分）：2*******************************3

**汇编一个初始化表到.data段**4*******************************5

0000.data6

0000

0044coeff.word044h,055h,066h

00010055

000200667*******************************8**在.bss段中为变量保留空间**9*******************************10

0000.bssbuffer，811*******************************12**仍然在.data段中**13*******************************14

00030456prt.word0456h行号目标代码段名100df0100001f8420001110af166000aF8680006004400550066045600cc00dd00ee00440088

没有数据保留10个字50000.data600000044coeff.word044h,055h,066h100000.bssbuffer，81400030456prt.word0456h.data

6

00446

00556

006610

.bss

没有数据保留8个字14

0456第26页/共44页第4章汇编语言程序开发工具15********************************16**汇编代码到.text段**17********************************18

0000.text19

0000

100dadd：

LD0Dh，A20

0001

f010aloop：SUB#1，A

0002

0001

21

0003

f842

BCaloop，AGEQ

0004

0001’

22

**********************************23

**汇编另一个初始化表到.data段**

24**********************************25

0004

.data

26

0004

00ccivals.word0CCh，0DDh，0EEh

0005

00dd

0006

00ee27********************************28**为更多的变量定义另一个段**29********************************30

0000var2.usect“newvars”，231

0001

inbuf.usect“newvars”，8

行号目标代码段名100df0100001f8420001110af166000aF868000666614004400550066045600cc00dd00ee.data00440088

10没有数据保留8个字.bss没有数据保留10个字.text

180000.text190000100dadd：

LD0Dh，A19

100d200001f010aloop：SUB#1，A20

f01020

0001210003f842BCaloop，AGEQ21

f84221

0001250004.data26000400ccivals.word0CCh，0DDh，0EEh.data

26

00cc26

00dd26

00ee300000var2.usect“newvars”，2newvars

30

保留2个字310001inbuf.usect“newvars”，831

保留8个字第27页/共44页第4章汇编语言程序开发工具32*********************************33**汇编更多代码到.text段**34*********************************35

0005

.text

36

0005

110a

mpy：

LD0Ah，B

370006

f166mloopMPY#0Ah，B

0007

000a

38

0008

f868BCmloop，BNOV

0009

0006’

39****************************************40**为中断向量.vectors定义一个自定义段**41****************************************42

0000

.sect“vectors”

430000

0044

.word044h，088h0001

0088

行号目标代码段名1920202121100df0100001f8420001110af166000aF8680006.text66614262626004400550066045600cc00dd00ee.data00440088

10没有数据保留8个字.bss3031没有数据保留10个字newvars350005.text.text

360005110ampy：

LD0Ah，B36

110a370006f166mloopMPY#0Ah，B37

f16837

000a380008f868BCmloop，BNOV38

f86838

0006420000.sect“vectors”vectors

4300000044.word044h，088h43

004443

0088第28页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.3

链接器对段的处理

链接器是开发’C54x器件必不可少的开发工具之一，它对段处理时有2个主要任务：①

将一个或多个COFF目标文件中的各种段作为链接器的输入段，经链接后在一个执行的COFF输出模块中建立各个输出段；

②在程序装入时对其重新定位，为各个输出段选定存储器地址。第29页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.3

链接器对段的处理

链接器有2条伪指令支持上述任务：

●

MEMORY伪指令——用来定义目标系统的存储器配置空间，包括对存储器各部分命名，以及规定它们的起始地址和长度。●

SECTIONS伪指令——用来指定链接器将输入段组合成输出段方式，以及输出段在存储器中的位置，也可用于指定子段。

若未使用伪指令，则链接器将使用目标处理器默认的方法将段放入存储空间。

第30页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.3

链接器对段的处理1.

默认的存储器分配

链接器可对多个目标文件进行链接。若链接文件中不使用MEMORY和SECTIONS命令，则为默认方式。每个目标文件都有.text，.data、.bss段和命名段。若采用默认链接，链接器将对多个目标文件中的各个段进行组合，形成各自的对应段，并将各个段配置到所指定的存储器中，形成可执行的目标模块。

在默认的方式下，链接器将从存储器的0080h开始，对组合后的各段进行存储器配置。第31页/共44页第4章汇编语言程序开发工具

默认的存储器分配：①将所有.text段组合在一起，形成一个.text段，并分配到程序存储器中；②将多个目标文件中的.data段组合在一起，分配到紧接着.text段的程序存储空间中；③将.bss段组合，配置到数据存储器中；④组合命名段。初始化的命名段按顺序分配到紧随.data段的程序存储器，而未初始化命名段将被配置到紧随.bss段的数据存储器中。1.

默认的存储器分配第32页/共44页第4章汇编语言程序开发工具

默认的存储器分配过程：File1.obj.text1.data1.bss1table_1(初始化的命名段)u_vars1(未初始化的命名段)File2.obj.text2.data2.bss2table_2(初始化的命名段)u_vars2(未初始化的命名段)FFT(初始化的命名段)程序存储器数据存储器.text.text1.text2.data.data1.data2.bss.bss1.bss2tabletable_1table_2u_vars1u_vars1u_vars2FFTFFT没有使用没有配置没有配置没有使用第33页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.3

链接器对段的处理2.

段放入存储器空间

若不希望链接器将所有的.text段结合在一起形成单个的.text段，就不能采用默认的方式。由于DSP硬件系统中可能配置多种类型的存储器,若要把某一段分配到特定类型的存储器中，或将命名段配置特定的地址，则需采用MEMORY和SECTIONS伪指令来配置。若不采用默认的方式，通常需要建立一个链接命令文件，在命令文件中用MEMORY和SECTIONS伪指令定义存储器和配置段地址。第34页/共44页第4章汇编语言程序开发工具4.3.4

链接器对程序的重新定位

1.

链接器重新定位

汇编器对每个段汇编时都是从0地址开始，而所有需要重新定位的符号(标号)在段内都是相对于0地址的。事实上，所有段都不可能从存储器中0地址单元开始，因此链接器必须对各个段进行重新定位。

重新定位的方法：

将各个段配置到存储器中，使每个段都有一个合适的起始地址；

将符号变量调整到相对于新的段地址的位置；

将引用调整到重新定位后的符号，这些符号反映了调整后的新符号值。

第35页/共44页第4章汇编语言程序开发工具1.

链接器重新定位

汇编器在需要引用重新定位的符号处都留了一个重定位入口。链接器在对符号重新定位时，利用这些入口修正对符号的引用值。

【例4.3.2】一段采用助记符指令编写的程序，经汇编后得列表文件如下：

1

.refX2

.refZ3

0000

.text4

0000

F073

BY

；产生一个重定位入口

0001

0006’5

0002

F073

BZ

；产生一个重定位入口

0003

0000！6

0004

F020

LD#X，A

；产生一个重定位入口

0005

0000！7

0006

F7E0

Y：RESET

第36页/共44页第4章汇编语言程序开发工具1.

链接器重新定位

程序中有三个符号：

X、Z——是在另一个模块中定义的；

Y——在.text段中定义的。当程序汇编时，X、Z的值为0——未定义的外部符号

Y的值为6——相对于.text段地址0定义

汇编器形成了两个重定位入