基礎(chǔ)很重要！elf和map文件有不同？
時(shí)間：2021-11-03 14:52:38
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[導(dǎo)讀]點(diǎn)擊上方“小麥大叔”，選擇“置頂/星標(biāo)公眾號(hào)”福利干貨，第一時(shí)間送達(dá)大家好，我是小麥，之前有個(gè)朋友在群里問(wèn)到.map和.elf文件分別起什么作用？雖然是比較基礎(chǔ)的問(wèn)題，但是一時(shí)間我也沒(méi)有答上來(lái)了，于是就簡(jiǎn)單地整理這方面的問(wèn)題，下面簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)一下。事情的起因在做MCU開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，我...
.map和.elf文件分別起什么作用？雖然是比較基礎(chǔ)的問(wèn)題，但是一時(shí)間我也沒(méi)有答上來(lái)了，于是就簡(jiǎn)單地整理這方面的問(wèn)題，下面簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)一下。
事情的起因在做MCU開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，我們以Keil MDK為例簡(jiǎn)單介紹一下，通常我們會(huì)看到一些后綴的文件名，比如.bin文件，.hex文件，.axf文件，.map文件，.elf文件，當(dāng)然還有很多其他的文件，這里我們先簡(jiǎn)單介紹一下，先說(shuō).elf吧。
.bin
bin文件就是二進(jìn)制文件，完全有0和1組成；當(dāng)然了，所有的文件最終的本質(zhì)都是0和1，不過(guò)這里的bin文件應(yīng)該面向機(jī)器的文件了，機(jī)器可以讀懂它，而人很難讀懂。我們所熟悉的文本文件，是通過(guò)多種編碼格式，將信息以一種可讀的形式展現(xiàn)給我們，而這些信息最終的本質(zhì)，還是二進(jìn)制。
下面我使用Linux上的一個(gè)指令hexdump，查看二進(jìn)制文件；
hexdump -C flash_rdp.bin
bin文件這里的工具展示給我們的內(nèi)容：
-
左邊的是地址；
flash_rdp.bin文件大小是 11256 個(gè)字節(jié)；
文件大小這里地址到0x2bf8就是11256的十六進(jìn)制形式；
-
中間是bin文件的十六進(jìn)制內(nèi)容形式；
-
右邊則是我們?nèi)祟?lèi)可以看懂的文本格式，通常代碼中定義的字符串，都可以在這里找到，比如圖片中的dafaultTask就是我在代碼中定義的一個(gè)任務(wù)的名稱(chēng)；
OK，那bin文件是如何生成的呢？我們下面來(lái)繼續(xù)介紹一下吧。再講講elf文件格式。
.elf
elf是（Executable File Format）的縮寫(xiě)，顧名思義就是可執(zhí)行文件格式。這種格式的通用性很強(qiáng)。
可以追溯到coff文件規(guī)范，coff是Unix系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室首先提出并且使用的文件規(guī)范，后來(lái)，微軟基于coff格式制定了PE格式標(biāo)準(zhǔn)，并用于當(dāng)時(shí)的Windows系統(tǒng)。
后來(lái)，Unix實(shí)驗(yàn)室在coff的基礎(chǔ)上重新發(fā)布了新的格式，也就是現(xiàn)在使用很廣泛的elf格式，作為應(yīng)用程序二進(jìn)制接口 Application Binary Interface(ABI)。
由于elf文件具有通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在流行的開(kāi)發(fā)模式是：先通過(guò)編譯工具生成ELF文件格式的可執(zhí)行文件，在使用外部工具，抽離出elf文件中的相應(yīng)部分，生成bin文件。
著名的gnu、bootloader、U-Boot就采用了這種做法。例如：
-
編譯器工具集gcc的bin生成工具是elf2bin。
-
ARM公司雖然使用的是自家的armcc編譯器，但是也提供了fromelf工具來(lái)實(shí)現(xiàn)上面的方式。
使用gcc 編譯出來(lái)的是ELF文件。
gcc –o test test.c
然后生成的test文件就是elf格式的，在linux shell下輸入 ./test就可以執(zhí)行。
還可以通過(guò)指令，查看elf的頭部；
readelf -h test
elf header上面說(shuō)了，armcc編譯出來(lái)的文件顯然也是遵守elf格式的，我們也用readelf簡(jiǎn)單看一下它的頭部；
文件列表我把.axf拷貝到虛擬機(jī)上，使用readelf看了一下elf header，確實(shí)是32位的ARM平臺(tái)，所以這里的axf文件。
device下面我看了一下KEIL MDK安裝路徑下的armcc工具鏈，這里有一個(gè)fromelf.exe通過(guò)這個(gè)工具，我們可以將axf文件轉(zhuǎn)換成bin文件；也就是二進(jìn)制文件；
fromelf使用指令；
fromelf.exe .\flash_rdp.axf --bin --output .\flash_rdp.bin
這樣就生成了bin文件，可以通過(guò)flash工具，直接燒錄bin文件到芯片上，比如使用jlink的flash tool可以直接燒bin文件到芯片的內(nèi)部flash中。
而axf文件，可以通過(guò)icp的方式燒錄到芯片中。
到這里，elf和axf文件差不多介紹了一下，但是elf格式內(nèi)容還是比較多的，可以參考相應(yīng)的資料；下面簡(jiǎn)單講講.map文件
.map
在介紹map文件之前，我們先回顧一下程序編譯的幾個(gè)階段；
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預(yù)編譯階段：又稱(chēng)為預(yù)處理階段，對(duì)代碼做一些文本上的替換工作；
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編譯階段：源文件
C files和匯編文件Assembly files被編譯器生成.o文件；
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鏈接階段：.o文件通過(guò)鏈接器armlink生成 elf格式的文件；
armcc的整個(gè)構(gòu)建過(guò)程如下圖所示；
構(gòu)建過(guò)程其中，map文件就在鏈接階段產(chǎn)生，這里我們先打開(kāi)一個(gè) .map文件看一下，看看里面都有些什么，如下圖所示；
map文件細(xì)節(jié)所以map文件就詳細(xì)地向我們展示了，源代碼被工具鏈構(gòu)建之后的詳細(xì)信息，包括固件大小，函數(shù)符號(hào)，內(nèi)存映射，等等，這里就不詳細(xì)介紹；
另外hex之前寫(xiě)過(guò)一篇文件詳細(xì)介紹過(guò)，但是感覺(jué)不用太在意。
summary
簡(jiǎn)單介紹了使用arm工具鏈在構(gòu)建過(guò)程中所產(chǎn)生的幾種文件類(lèi)型，包括，bin文件，hex文件，axf文件，elf格式，map文件等等，由于作者能力水平有限，文章難免存在錯(cuò)誤，請(qǐng)不吝賜教。
如果文章幫助了你，請(qǐng)幫忙三連鼓勵(lì)。
—— The End ——
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