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一文了解嵌入式软件中的常用文件格式

嵌入式微处理器 · 公众号 · · 2024-08-05 12:00

主要观点总结

文章介绍了嵌入式软件中的常用文件格式，包括elf、bin、img、asm、map、nm文件的概念、生成方法和功能用途。掌握这些文件对提升开发和调试效率有帮助。

关键观点总结

关键观点1: 常用文件格式介绍

文章详细介绍了嵌入式软件中的六种常用文件，包括它们的概念、生成方法和功能用途。这些文件在开发和调试过程中都有重要作用。

关键观点2: 文件的生成方法

文章给出了各种文件的生成方法示例，如elf文件通过gcc链接器链接目标文件生成，map文件通过链接器脚本配置生成等。

关键观点3: 文件在调试中的应用

文章强调了这些文件在调试过程中的重要作用，如通过elf文件加载到IDE环境进行调试，通过map文件定位程序执行错误，通过nm文件获取目标文件中的符号信息等。

正文

一、引言

嵌入式软件中有一些常用的文件格式，比如gcc编译环境下的elf、bin、img、asm、map、nm文件，掌握这些文件的概念、生成方法和功能用途，对提升开发和调试效率大有裨益。

二、常用文件格式介绍

1、 elf文件

elf是the Executable and Linkable Format的简称。elf文件是可以运行在目标板的可执行文件，包含目标代码和调试信息。

elf文件由gcc链接器$(CROSS_COMPILE)ld根据链接器脚本文件的配置将工程中所有目标文件进行链接后生成。

elf文件的生成方法示例：

$(CROSS_COMPILE)ld $(OBJS) -o xx.elf

在进行ARM架构调试时，可以在DS-5 IDE环境通过loadfile命令加载elf文件，开展调试工作。

2、 map文件

map文件是由gcc链接器$(CROSS_COMPILE)ld生成的表明程序和地址映射关系的文件。

map文件的生成方法示例：

$(CROSS_COMPILE)ld $(OBJS) -Map xx.map

map文件列出了不同程序段的地址范围和size，据此可以调整链接器脚本文件的程序段排布配置；map文件也列出了所有函数、程序段的地址范围，在程序调试时，若出现程序执行错误，可以根据报错的PC地址，在map文件找到相应的代码，从而完成出错代码定位，提高调试效率。

3、 nm文件

nm文件列出了目标文件中的符号信息，是一个符号表文件，包括符号名称、符号类型和符号地址。

nm文件可由elf文件生成，生成方法示例：

$(CROSS_COMPILE)ld xx.elf | sort > xx.nm

4、 bin文件

bin文件是二进制的机器码文件。将bin文件下载到TEXT_BASE地址，CPU就可以直接从TEXT_BASE地址开始执行相应的程序。

bin文件可由elf文件通过objcopy工具生成，生成方法示例：

$(CROSS_COMPILE)objcopy -O binary xx.elf xx.bin

5、 img文件

img文件在bin文件的基础上增加了64字节的image_header。

以u-boot的Legacy format image header为例，image_header定义如下。

img文件可以使用mkimage工具生成。

以u-boot.img为例，可以存储在非易失存储介质内，上级LOADER首先通过读取u-boot.img的image_header，获取Data Load Address地址，然后将u-boot.img搬运到RAM，最后从Entry Point Address开始运行程序。

6、 asm文件

asm文件是反汇编文件。

bin文件可由elf文件通过objdump工具生成，生成方法示例：

$(CROSS_COMPILE)objdump -S xx.elf > xx.asm

通过asm文件，可以获取c代码、伪指令与汇编指令代码的对应关系以及汇编指令代码对应的地址，便于调试分析和指令集学习。

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来源：嵌入式系统研发