ZHCADC5A June   2013  – June 2020

 

  1.   1
  2. 1 简介
    1. 1.1  ABI - MSP430
    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  MSP430 架构概述
    9. 1.9  MSP430 存储器模型
    10. 1.10 参考文档
    11. 1.11 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 指针类型
    5. 2.5 复数类型
    6. 2.6 结构体和联合体
    7. 2.7 数组
    8. 2.8 位字段
      1. 2.8.1 易失性位字段
    9. 2.9 枚举类型
  4. 3 调用约定
    1. 3.1 调用和返回
      1. 3.1.1 调用指令
        1. 3.1.1.1 间接调用
        2. 3.1.1.2 直接调用
      2. 3.1.2 返回指令
      3. 3.1.3 流水线约定
      4. 3.1.4 弱函数
    2. 3.2 寄存器惯例
      1. 3.2.1 实参寄存器
      2. 3.2.2 被调用者保存的寄存器
    3. 3.3 实参传递
      1. 3.3.1 单个寄存器
      2. 3.3.2 寄存器对
      3. 3.3.3 拆分对
      4. 3.3.4 四倍字（四寄存器实参）
      5. 3.3.5 编译器辅助函数的特殊约定
      6. 3.3.6 C++ 实参传递
      7. 3.3.7 传递结构体和联合体
      8. 3.3.8 未在寄存器中传递的实参的栈布局
      9. 3.3.9 帧指针
    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 已见函数的暂存寄存器
    8. 3.8 _ _mspabi_func_epilog 辅助函数
    9. 3.9 中断函数
  5. 4 数据分配和寻址
    1. 4.1 数据段和数据区段
    2. 4.2 寻址模式
    3. 4.3 静态数据的分配和寻址
      1. 4.3.1 静态数据的寻址方法
        1. 4.3.1.1 绝对寻址
        2. 4.3.1.2 符号寻址
        3. 4.3.1.3 立即寻址
      2. 4.3.2 静态数据的放置约定
        1. 4.3.2.1 放置的抽象约定
        2. 4.3.2.2 寻址的抽象约定
      3. 4.3.3 静态数据的初始化
    4. 4.4 自动变量
    5. 4.5 帧布局
      1. 4.5.1 栈对齐
      2. 4.5.2 寄存器保存顺序
    6. 4.6 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 符号寻址
      3. 5.1.3 立即寻址
    2. 5.2 分支
    3. 5.3 调用
      1. 5.3.1 直接 调用
      2. 5.3.2 Far Call Trampoline
      3. 5.3.3 间接调用
  7. 6 辅助函数 API
    1. 6.1 浮点行为
    2. 6.2 C 辅助函数 API
    3. 6.3 辅助函数的特殊寄存器约定
    4. 6.4 C99 的浮点辅助函数
  8. 7 标准 C 库 API
    1. 7.1  保留符号
    2. 7.2  <assert.h> 实现
    3. 7.3  <complex.h> 实现
    4. 7.4  <ctype.h> 实现
    5. 7.5  <errno.h> 实现
    6. 7.6  <float.h> 实现
    7. 7.7  <inttypes.h> 实现
    8. 7.8  <iso646.h> 实现
    9. 7.9  <limits.h> 实现
    10. 7.10 <locale.h> 实现
    11. 7.11 <math.h> 实现
    12. 7.12 <setjmp.h> 实现
    13. 7.13 <signal.h> 实现
    14. 7.14 <stdarg.h> 实现
    15. 7.15 <stdbool.h> 实现
    16. 7.16 <stddef.h> 实现
    17. 7.17 <stdint.h> 实现
    18. 7.18 <stdio.h> 实现
    19. 7.19 <stdlib.h> 实现
    20. 7.20 <string.h> 实现
    21. 7.21 <tgmath.h> 实现
    22. 7.22 <time.h> 实现
    23. 7.23 <wchar.h> 实现
    24. 7.24 <wctype.h> 实现
  9. 8 C++ ABI
    1. 8.1  限制 (GC++ABI 1.2)
    2. 8.2  导出模板 (GC++ABI 1.4.2)
    3. 8.3  数据布局（GC++ABI 第 2 章）
    4. 8.4  初始化保护变量 (GC++ABI 2.8)
    5. 8.5  构造函数返回值 (GC++ABI 3.1.5)
    6. 8.6  一次性构建 API (GC++ABI 3.3.2)
    7. 8.7  控制对象构造顺序 (GC++ ABI 3.3.4)
    8. 8.8  还原器 API (GC++ABI 3.4)
    9. 8.9  静态数据 (GC++ ABI 5.2.2)
    10. 8.10 虚拟表和键函数 (GC++ABI 5.2.3)
    11. 8.11 回溯表位置 (GC++ABI 5.3)
  10. 9 异常处理
    1. 9.1  概述
    2. 9.2  PREL31 编码
    3. 9.3  异常索引表 (EXIDX)
      1. 9.3.1 指向行外 EXTAB 条目的指针
      2. 9.3.2 EXIDX_CANTUNWIND
      3. 9.3.3 内联 EXTAB 条目
    4. 9.4  异常处理指令表 (EXTAB)
      1. 9.4.1 EXTAB 通用模型
      2. 9.4.2 EXTAB 紧凑模型
      3. 9.4.3 个性化例程
    5. 9.5  回溯指令
      1. 9.5.1 通用序列
      2. 9.5.2 字节编码展开指令
    6. 9.6  描述符
      1. 9.6.1 类型标识符编码
      2. 9.6.2 作用域
      3. 9.6.3 Cleanup 描述符
      4. 9.6.4 catch 描述符
      5. 9.6.5 函数异常规范 (FESPEC) 描述符
    7. 9.7  特殊段
    8. 9.8  与非 C++ 代码交互
      1. 9.8.1 EXIDX 条目自动生成
      2. 9.8.2 手工编码的汇编函数
    9. 9.9  与系统功能交互
      1. 9.9.1 共享库
      2. 9.9.2 覆盖块
      3. 9.9.3 中断
    10. 9.10 TI 工具链中的汇编语言运算符
  11. 10DWARF
    1. 10.1 DWARF 寄存器名称
    2. 10.2 调用帧信息
    3. 10.3 供应商名称
    4. 10.4 供应商扩展
  12. 11ELF 目标文件（处理器补充）
    1. 11.1 注册供应商名称
    2. 11.2 ELF 标头
    3. 11.3 段
      1. 11.3.1 段索引
      2. 11.3.2 段类型
      3. 11.3.3 扩展段标头属性
      4. 11.3.4 子段
      5. 11.3.5 特殊段
      6. 11.3.6 段对齐
    4. 11.4 符号表
      1. 11.4.1 符号类型
      2. 11.4.2 通用块符号
      3. 11.4.3 符号名称
      4. 11.4.4 保留符号名称
      5. 11.4.5 映射符号
    5. 11.5 重定位
      1. 11.5.1 重定位类型
        1. 11.5.1.1 绝对重定位
        2. 11.5.1.2 PC 相对重定位
        3. 11.5.1.3 数据段中的重定位
        4. 11.5.1.4 MSP430 指令的重定位
        5. 11.5.1.5 MSP430X 指令的重定位
        6. 11.5.1.6 其他重定位类型
      2. 11.5.2 重定位操作
      3. 11.5.3 未解析的弱引用的重定位
  13. 12ELF 程序加载和链接（处理器补充）
    1. 12.1 程序标头
      1. 12.1.1 基址
      2. 12.1.2 段内容
      3. 12.1.3 线程局部存储
    2. 12.2 程序加载
  14. 13构建属性
    1. 13.1 MSP430 ABI 构建属性子段
    2. 13.2 MSP430 构建属性标签
  15. 14复制表和变量初始化
    1. 14.1 复制表格式
    2. 14.2 压缩的数据格式
      1. 14.2.1 RLE
      2. 14.2.2 LZSS 格式
    3. 14.3 变量初始化
  16. 15修订历史记录

12.2 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 MSP430 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 12-1、表 12-2 和表 12-3 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。

表 12-1 从 ELF 可执行文件创建过程映像的步骤
步骤
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 12.1。
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. Marshall 命令行实参和环境变量。此步骤特定于平台。
表 12-2 初始化执行环境的步骤
步骤
5. 设置 SP。SP (R1) 应设置为符号 _ _TI_STACK_END 的值，在 8 字节边界上正确对齐。 
6. 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。Chapter14说明了在 TI 工具中实现的一种此类机制。
7. 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。指向初始化函数的指针存储在表中。此表由一对全局符号分隔：_ _TI_INITARRAY_Base 和 _ _TI_INITARRAY_Limit。
8. 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 12-3 终止步骤
步骤
9. 执行 atexit 调用。以与注册相反的顺序调用由 atexit 注册的函数。