ZHCADC4A September   2011  – March 2014

 

  1.   1
  2. 1 简介
    1. 1.1  ABI - C6000
    2. 1.2  范围
    3. 1.3  ABI 变体
    4. 1.4  工具链和互操作性
    5. 1.5  库
    6. 1.6  目标文件的类型
    7. 1.7  段
    8. 1.8  C6000 架构概述
    9. 1.9  参考文档
    10. 1.10 代码片段表示法
  3. 2 数据表示
    1. 2.1 基本类型
    2. 2.2 寄存器中的数据
    3. 2.3 存储器中的数据
    4. 2.4 复数类型
    5. 2.5 结构体和联合体
    6. 2.6 数组
    7. 2.7 位字段
      1. 2.7.1 易失性位字段
    8. 2.8 枚举类型
  4. 3 调用约定
    1. 3.1 调用和返回
      1. 3.1.1 返回地址计算
      2. 3.1.2 调用指令
      3. 3.1.3 返回指令
      4. 3.1.4 流水线约定
      5. 3.1.5 弱函数
    2. 3.2 寄存器惯例
    3. 3.3 实参传递
    4. 3.4 返回值
    5. 3.5 通过引用传递并返回的结构体和联合体
    6. 3.6 编译器辅助函数的约定
    7. 3.7 段间调用的暂存寄存器
    8. 3.8 设置 DP
  5. 4 数据分配和寻址
    1. 4.1 数据段和数据区段
    2. 4.2 静态数据的分配和寻址
      1. 4.2.1 静态数据的寻址方法
        1. 4.2.1.1 near DP 相对寻址
        2. 4.2.1.2 Far DP 相对寻址
        3. 4.2.1.3 绝对寻址
        4. 4.2.1.4 GOT 间接寻址
        5. 4.2.1.5 PC 相对寻址
      2. 4.2.2 静态数据的放置约定
        1. 4.2.2.1 放置的抽象约定
        2. 4.2.2.2 寻址的抽象约定
        3. 4.2.2.3 链接器要求
      3. 4.2.3 静态数据的初始化
    3. 4.3 自动变量
    4. 4.4 帧布局
      1. 4.4.1 栈对齐
      2. 4.4.2 寄存器保存顺序
        1. 4.4.2.1 大端字节序对交换
        2. 4.4.2.2 示例
      3. 4.4.3 DATA_MEM_BANK
      4. 4.4.4 C64x+ 特定的堆栈布局
        1. 4.4.4.1 _ _C6000_push_rts 布局
        2. 4.4.4.2 紧凑帧布局
    5. 4.5 堆分配对象
  6. 5 代码分配和寻址
    1. 5.1 计算代码标签的地址
      1. 5.1.1 代码的绝对寻址
      2. 5.1.2 PC 相对寻址
      3. 5.1.3 同一段内的 PC 相对寻址
      4. 5.1.4 短偏移 PC 相对寻址 (C64x)
      5. 5.1.5 基于 GOT 的代码寻址
    2. 5.2 分支
    3. 5.3 调用
      1. 5.3.1 直接 PC 相对调用
      2. 5.3.2 Far Call Trampoline
      3. 5.3.3 间接调用
    4. 5.4 寻址紧凑指令
  7. 6 动态链接的寻址模型
    1. 6.1 术语和概念
    2. 6.2 动态链接机制概述
    3. 6.3 DSO 和 DLL
    4. 6.4 抢占
    5. 6.5 PLT 条目
      1. 6.5.1 直接调用导入函数
      2. 6.5.2 通过绝对地址寻址的 PLT 条目
      3. 6.5.3 通过 GOT 寻址的 PLT 条目
    6. 6.6 全局偏移表
      1. 6.6.1 使用 Near DP 相对寻址的基于 GOT 的引用
      2. 6.6.2 使用 Far DP 相对寻址的基于 GOT 的引用
    7. 6.7 DSBT 模型
      1. 6.7.1 导出函数的进入/退出序列
      2. 6.7.2 避免在内部函数中使用 DP 负载
      3. 6.7.3 函数指针
      4. 6.7.4 中断
      5. 6.7.5 与非 DSBT 代码的兼容性
    8. 6.8 动态链接的性能影响
  8. 7 线程局部存储分配和寻址
    1. 7.1 关于多线程和线程局部存储
    2. 7.2 术语和概念
    3. 7.3 用户界面
    4. 7.4 ELF 目标文件表示
    5. 7.5 TLS 访问模型
      1. 7.5.1 C6x Linux TLS 模型
        1. 7.5.1.1 通用动态 TLS 访问模型
        2. 7.5.1.2 局部动态 TLS 访问模型
        3. 7.5.1.3 初始可执行文件 TLS 访问模型
          1. 7.5.1.3.1 线程指针
          2. 7.5.1.3.2 初始可执行文件 TLS 寻址
        4. 7.5.1.4 局部可执行文件 TLS 访问模型
      2. 7.5.2 静态可执行文件 TLS 模型
        1. 7.5.2.1 静态可执行文件寻址
        2. 7.5.2.2 静态可执行文件 TLS 运行时架构
        3. 7.5.2.3 静态可执行文件 TLS 分配
          1. 7.5.2.3.1 TLS 初始化映像分配
          2. 7.5.2.3.2 主线程的 TLS 分配
          3. 7.5.2.3.3 线程库的 TLS 区域分配
        4. 7.5.2.4 静态可执行文件 TLS 初始化
          1. 7.5.2.4.1 主线程的 TLS 初始化
          2. 7.5.2.4.2 线程库进行 TLS 初始化
        5. 7.5.2.5 线程指针
      3. 7.5.3 裸机动态链接 TLS 模型
        1. 7.5.3.1 用于裸机动态链接的默认 TLS 寻址
        2. 7.5.3.2 TLS 块创建
    6. 7.6 线程局部符号解析和弱引用
      1. 7.6.1 通用和局部动态 TLS 弱引用寻址
      2. 7.6.2 初始和局部可执行文件 TLS 弱引用寻址
      3. 7.6.3 静态可执行文件和裸机动态 TLS 模型弱引用
  9. 8 辅助函数 API
    1. 8.1 浮点行为
    2. 8.2 C 辅助函数 API
    3. 8.3 辅助函数的特殊寄存器约定
    4. 8.4 复数类型的辅助函数
    5. 8.5 C99 的浮点辅助函数
  10. 9 标准 C 库 API
    1. 9.1  保留符号
    2. 9.2  <assert.h> 实现
    3. 9.3  <complex.h> 实现
    4. 9.4  <ctype.h> 实现
    5. 9.5  <errno.h> 实现
    6. 9.6  <float.h> 实现
    7. 9.7  <inttypes.h> 实现
    8. 9.8  <iso646.h> 实现
    9. 9.9  <limits.h> 实现
    10. 9.10 <locale.h> 实现
    11. 9.11 <math.h> 实现
    12. 9.12 <setjmp.h> 实现
    13. 9.13 <signal.h> 实现
    14. 9.14 <stdarg.h> 实现
    15. 9.15 <stdbool.h> 实现
    16. 9.16 <stddef.h> 实现
    17. 9.17 <stdint.h> 实现
    18. 9.18 <stdio.h> 实现
    19. 9.19 <stdlib.h> 实现
    20. 9.20 <string.h> 实现
    21. 9.21 <tgmath.h> 实现
    22. 9.22 <time.h> 实现
    23. 9.23 <wchar.h> 实现
    24. 9.24 <wctype.h> 实现
  11. 10C++ ABI
    1. 10.1  限制 (GC++ABI 1.2)
    2. 10.2  导出模板 (GC++ABI 1.4.2)
    3. 10.3  数据布局（GC++ABI 第 2 章）
    4. 10.4  初始化保护变量 (GC++ABI 2.8)
    5. 10.5  构造函数返回值 (GC++ABI 3.1.5)
    6. 10.6  一次性构建 API (GC++ABI 3.3.2)
    7. 10.7  控制对象构造顺序 (GC++ ABI 3.3.4)
    8. 10.8  还原器 API (GC++ABI 3.4)
    9. 10.9  静态数据 (GC++ ABI 5.2.2)
    10. 10.10 虚拟表和键函数 (GC++ABI 5.2.3)
    11. 10.11 回溯表位置 (GC++ABI 5.3)
  12. 11异常处理
    1. 11.1  概述
    2. 11.2  PREL31 编码
    3. 11.3  异常索引表 (EXIDX)
      1. 11.3.1 指向行外 EXTAB 条目的指针
      2. 11.3.2 EXIDX_CANTUNWIND
      3. 11.3.3 内联 EXTAB 条目
    4. 11.4  异常处理指令表 (EXTAB)
      1. 11.4.1 EXTAB 通用模型
      2. 11.4.2 EXTAB 紧凑模型
      3. 11.4.3 个性化例程
    5. 11.5  回溯指令
      1. 11.5.1 通用序列
      2. 11.5.2 字节编码展开指令
      3. 11.5.3 24 位展开编码
    6. 11.6  描述符
      1. 11.6.1 类型标识符编码
      2. 11.6.2 作用域
      3. 11.6.3 Cleanup 描述符
      4. 11.6.4 catch 描述符
      5. 11.6.5 函数异常规范 (FESPEC) 描述符
    7. 11.7  特殊段
    8. 11.8  与非 C++ 代码交互
      1. 11.8.1 EXIDX 条目自动生成
      2. 11.8.2 手工编码的汇编函数
    9. 11.9  与系统功能交互
      1. 11.9.1 共享库
      2. 11.9.2 覆盖块
      3. 11.9.3 中断
    10. 11.10 TI 工具链中的汇编语言运算符
  13. 12DWARF
    1. 12.1 DWARF 寄存器名称
    2. 12.2 调用帧信息
    3. 12.3 供应商名称
    4. 12.4 供应商扩展
  14. 13ELF 目标文件（处理器补充）
    1. 13.1 注册供应商名称
    2. 13.2 ELF 标头
    3. 13.3 段
      1. 13.3.1 段索引
      2. 13.3.2 段类型
      3. 13.3.3 扩展段标头属性
      4. 13.3.4 子段
      5. 13.3.5 特殊段
      6. 13.3.6 段对齐
    4. 13.4 符号表
      1. 13.4.1 符号类型
      2. 13.4.2 通用块符号
      3. 13.4.3 符号名称
      4. 13.4.4 保留符号名称
      5. 13.4.5 映射符号
    5. 13.5 重定位
      1. 13.5.1 重定位类型
      2. 13.5.2 重定位操作
      3. 13.5.3 未解析的弱引用的重定位
  15. 14ELF 程序加载和动态链接（处理器补充）
    1. 14.1 程序标头
      1. 14.1.1 基址
      2. 14.1.2 段内容
      3. 14.1.3 绑定段和只读段
      4. 14.1.4 线程局部存储
    2. 14.2 程序加载
    3. 14.3 动态链接
      1. 14.3.1 程序解释器
      2. 14.3.2 动态段
      3. 14.3.3 共享对象依赖关系
      4. 14.3.4 全局偏移量表
      5. 14.3.5 过程链接表
      6. 14.3.6 抢占式
      7. 14.3.7 初始化和终止
    4. 14.4 裸机动态链接模型
      1. 14.4.1 文件类型
      2. 14.4.2 ELF 标识
      3. 14.4.3 可见性和绑定
      4. 14.4.4 数据寻址
      5. 14.4.5 代码寻址
      6. 14.4.6 动态信息
  16. 15Linux ABI
    1. 15.1  文件类型
    2. 15.2  ELF 标识
    3. 15.3  程序标头和段
    4. 15.4  数据寻址
      1. 15.4.1 数据区段基表 (DSBT)
      2. 15.4.2 全局偏移量表 (GOT)
    5. 15.5  代码寻址
    6. 15.6  延迟绑定
    7. 15.7  可见性
    8. 15.8  抢占式
    9. 15.9  “作为自有导入”占先
    10. 15.10 程序加载
    11. 15.11 动态信息
    12. 15.12 初始化和终止函数
    13. 15.13 Linux 模型摘要
  17. 16符号版本控制
    1. 16.1 ELF 符号版本控制概述
    2. 16.2 版本段标识
  18. 17构建属性
    1. 17.1 C6000 ABI 构建属性子段
    2. 17.2 C6000 构建属性标签
  19. 18复制表和变量初始化
    1. 18.1 复制表格式
    2. 18.2 压缩的数据格式
      1. 18.2.1 RLE
      2. 18.2.2 LZSS 格式
    3. 18.3 变量初始化
  20. 19扩展程序标头属性
    1. 19.1 编码
    2. 19.2 属性标签定义
    3. 19.3 扩展程序标头属性段格式
  21. 20修订历史记录

14.2 程序加载

加载程序并开始执行程序时，有许多系统特定的方面。本节说明了常见于大多数系统的一般过程方面，重点介绍了特定于 C6000 的项目。

这些步骤可以通过结合使用离线代理（例如基于主机的加载器）、目标系统（例如操作系统）的运行时组件或链接到程序本身的库组件（例如自引导代码）来执行。

加载程序通常包括四组操作：创建过程映像、初始化执行环境、执行程序和执行终止操作。

创建过程映像包括将程序及其子组件复制到存储器中，并在需要时执行重定位。这些步骤必须由某些外部代理执行，例如基于主机的加载器或操作系统。

初始化执行环境中的一些步骤必须在程序开始运行之前（即在调用 main 之前）进行。这些步骤可由外部代理或程序本身执行。同样，终止操作在 main 返回（或调用 exit）时发生，并且可在外部执行或由程序执行。

表 14-1、表 14-2 和表 14-3 列出了创建、初始化和终止程序的步骤。虽然步骤的顺序不是绝对的，但必须遵守一定的依赖性。标有“仅 DL”的列表示步骤仅适用于使用动态链接或加载的系统。

表 14-1 从 ELF 可执行文件创建过程映像的步骤
步骤 仅 DL
1. 确定每个可加载段的地址。在裸机或非动态系统中，这通常是段的程序标头的 p_vaddr 字段中的地址。有关其他注意事项，请参阅节 14.1。
2. 初始化存储器系统并分配存储器。
3. 将每段的内容复制到存储器中。如果某个段有未填充空间（即其文件大小小于其存储器大小），则将未填充空间初始化为 0。
4. 为依赖库创建过程映像。依赖库由动态段中的 DT_NEEDED 条目标识。应检查库与目标处理器、ABI、操作系统和 DSBT 索引的兼容性。 √
5. 为此模块和所有依赖库分配 DSBT 索引。索引在可执行文件及其所有库中必须唯一。即使在多个程序之间共享，库的给定实例也必须只有一个索引。请参阅节 6.7。 √
6. 解析导入和导出符号之间的符号引用。具有动态链接的符号显示在动态符号表中，由动态段中的 DT_SYMTAB 标记标识。具有可见性 STV_DEFAULT 的导出符号可能会被父文件中的定义抢占。对于具有版本信息的符号（由动态段中的 DT_SYMVER 标记标识），加载器应确保引用与适当定义相匹配。 √
7. 如果需要，可进行重定位。加载时重定位由动态段中的 DT_REL 和/或 DT_RELA 标记指示。重定位按照节 13.5中的说明进行处理。 √
8. 初始化可执行文件和依赖库的 DSBT 条目。此步骤有两个部分。首先，当前可执行文件的 DSBT 必须使用所有已加载模块（包括它在索引 0 处的自身）的静态基址进行初始化。其次，所有其他已加载模块的 DSBT 必须使用此模块的基址（在步骤 5 中分配给此模块的索引处）进行更新。 √
9. Marshall 命令行实参和环境变量。此步骤特定于平台。
表 14-2 初始化执行环境的步骤
步骤 仅 DL
10. 设置 SP。SP (B15) 应设置为符号 _ _TI_STACK_END 的值，在 8 字节边界上正确对齐。 
11. 设置 DP。DP (B14) 应设置为符号 _ _C6000_DSBT_BASE 的值，对应于任何 DP 相对段的最低地址。
12. 初始化变量。对于基于 ROM 的自引导系统，需要通过某种机制将基于 RAM（读写）的变量初始化为其初始值。此机制特定于工具链和平台。Chapter18说明了在 TI 工具中实现的一种此类机制。
13. 执行 preinit 调用。这些调用是对初始化函数的调用，初始化函数定义为在依赖库的函数发生之前发生。preinit 调用由 System V ABI 中指定的动态段中的 DT_PREINIT_ARRAY 标记标识。 √
14. 根据 System V ABI“初始化和终止函数”一节中定义的顺序，以递归方式执行依赖库的初始化调用（步骤 15）。 √
15. 执行初始化调用。通常，这些调用是对模块中定义的全局对象的构造函数的调用。这些函数发生在依赖库的函数之后。指向初始化函数的指针存储在表中。在包含动态信息的文件中，此表由 DT_INIT_ARRAY 和/或 DT_INIT 标记标识。在其他文件中，此表由一对全局符号分隔：_ _TI_INITARRAY_Base 和 _ _TI_INITARRAY_Limit。
16. 分支到入口点。入口点在 ELF 标头的 e_entry 字段中指定。在具有某些基础软件结构（例如操作系统）的系统上，入口点通常是 main 函数。在裸机系统上，此表列出的大多数初始化步骤可以由程序本身通过在执行 main 函数之前执行的库代码来执行。在此情况下，ELF 入口点是该代码的地址。例如，TI 工具提供了一个名为 _c_int00 的条目例程，此例程会在过程映像创建后开始步骤 10（设置 SP）中的序列。
表 14-3 终止步骤
步骤 仅 DL
17. 执行 atexit 调用。以与注册相反的顺序调用由 atexit 注册的函数。
18. 根据 System V ABI 中定义的顺序，以递归方式对依赖库执行终止调用（步骤 19）。 √
19. 调用当前模块的终止函数，由 DT_FINI 和/或 DT_FINI_ARRAY 标记标识。 √