一、调用APP遇到的问题

在实验中，系统可以直接运行Keil编译出来的bin文件，并且可以正常运行如下代码：

include "main_inc.h" const char g_txt[]="g_txt from app\r\n" int my_main(void) { printf(g_txt); return; }

在我重定向printf函数到串口之后，在电脑端的串口助手正常收到了字符串。

但是运行如下代码时却不能打印正确的字符串

include "main_inc.h" char g_txt[]="g_txt from app\r\n" int my_main(void) { printf(g_txt); return; }

只是因为去掉了const关键字，打印就不正常了

二、分析原因

程序编译出来般有3个数据段：只读RO、读写RW、零段ZI 在正常情况下，单片机从复位开始会在调用main函数之前调用一次__main函数，这个函数是由编译器生成的，用于把RW段的值从FLASH中搬运到内存中，然后进入main函数之后才能正确使用不加const关键字的全局变量，而我们的APP显然没调用__main函数，这就需要系统在调用APP的时候做这个事情（初始化运行环境）。 那么为什么不在APP中也调用__main函数呢？我试过了，但是出了很多问题以放弃告终，读者有兴趣可以尝试，如果成功了，别忘了告诉我，(●ˇ∀ˇ●)。

三、解决方法

听说linux中的可执行文件是一种叫做elf格式的文件，正好Keil编译出来的axf文件也是elf文件，只不过换了一个名，那这个文件是一定能够运行的。但是为什么不直接运行bin文件？bin文件是一段2进制代码，不区分RO\RW\ZI这些段，系统无法完成”初始化运行环境“这个操作，但是elf格式的文件附带了段信息，可以实现这些功能。

参考这篇文章，了解elf文件格式：

https://blog.csdn.net/muaxi8/article/details/79627859

创建 elf.c 文件编写以下代码：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <elf.h> #include "ftfile.h" #include <errno.h> #define FILE ft_file_struct #define fclose ft_if_fclose #define fopen ft_if_fopen #define fread ft_if_fread #define fseek ft_if_fseek #define ftell ft_if_ftell typedef struct { FILE *file; int mem_offset; void *exe_addr; void *r9; }app_struct; /**elf 文件头和section表解析和检查***/ static int check_elf_head(FILE *file ) { FILE *file_elf = file; int i = 0; int MagNum = 0; unsigned long file_size = 0; int sechnum = 0; uint32_t symsize = 0; uint32_t symoff = 0; uint32_t nSyms = 0,kk=0; Elf32_Ehdr *Elf_header = malloc(sizeof(Elf32_Ehdr)); /*文件大小*/ fseek(file_elf,0,SEEK_END); file_size = ftell(file_elf); fseek(file_elf,0,SEEK_SET); printf("file total size is:%ld bytes\n",file_size); fread(Elf_header,sizeof(Elf32_Ehdr),1,file_elf); /**确认是否为elf格式**/ if((Elf_header->e_ident[EI_MAG0] == ELFMAG0) && (Elf_header->e_ident[EI_MAG1] == ELFMAG1) \ && (Elf_header->e_ident[EI_MAG2] == ELFMAG2) && (Elf_header->e_ident[EI_MAG3] == ELFMAG3)) { printf("\nThis is ELF file!\n"); } else { printf("\n NOT ELF file!\n"); free(Elf_header); return -1; } free(Elf_header); return 0; } /* 加载elf文件segment 到内存中 */ static int load_elf_2_mem(app_struct * app) { if(app==0) return -1; Elf32_Phdr *phdr_head = NULL; Elf32_Ehdr *Elf_header = NULL; FILE *file1 = app->file; u32 rb; Elf_header = (Elf32_Ehdr *)malloc(sizeof(Elf32_Ehdr)); memset(Elf_header,0,sizeof(Elf32_Ehdr)); fseek(file1,0,SEEK_SET); rb = fread(Elf_header, sizeof(Elf32_Ehdr), 1, file1); /* 这里 Elf_header->e_phentsize 应该是== sizeof(Elf32_Phdr)*/ phdr_head=malloc(Elf_header->e_phentsize *Elf_header->e_phnum); fseek(file1,Elf_header->e_phoff,SEEK_SET); fread(phdr_head,Elf_header->e_phentsize,Elf_header->e_phnum,file1); //Elf_header->e_phnum一般等于1 for(int i=0;i< Elf_header->e_phnum; i++) { //是程序节 //Keil编译的时候程序分为RO，RW，ZI，3个节，但是从运行时角度看来这3个节合并为一个段了 if(phdr_head[i].p_type == PT_LOAD ) { //内存 if(app->exe_addr==0) { app->exe_addr=malloc(phdr_head[i].p_memsz); fseek( file1,phdr_head[i].p_offset,SEEK_SET); if((rb = fread(app->exe_addr,1,phdr_head[i].p_filesz,file1)) != phdr_head[i].p_filesz) { printf("\nfunction:%s,line:%d, read p_vaddr err!\n",__FUNCTION__,__LINE__); printf("\nread 返回值%d\n",rb); printf("read(file,ProHead->p_vaddr,ProHead->p_filesz) != ProHead->p_filesz %x p_filesz %d\n",\ phdr_head[i].p_vaddr,phdr_head[i].p_filesz); } /**多余的空间写0，做BSS段**/ if((phdr_head[i].p_filesz) < (phdr_head[i].p_memsz)) { memset((uint8_t*)app->exe_addr+phdr_head[i].p_filesz, 0, phdr_head[i].p_memsz - phdr_head[i].p_filesz); } } } } //这里求得RW区在程序映像中的偏移 Elf32_Shdr *sher_head=NULL; sher_head=malloc(Elf_header->e_shentsize *Elf_header->e_shnum); fseek(file1,Elf_header->e_shoff,SEEK_SET); fread(sher_head,Elf_header->e_shentsize,Elf_header->e_shnum,file1); for(int i=0;i<Elf_header->e_shnum;i++) { if((sher_head[i].sh_type==SHT_PROGBITS)&&(sher_head[i].sh_flags==(SHF_ALLOC|SHF_EXECINSTR))) { app->mem_offset=sher_head[i].sh_size; break; } } free(sher_head); free(Elf_header); free(phdr_head); return 0; } static void app_clear(app_struct *app) { if(app==0) return; if(app->exe_addr) free(app->exe_addr); } //获取和保存r9寄存器 void *get_r9(void); void set_r9(void *r9); //调用这个函数即可运行sd卡中的app文件 int app_run(char *path) { FILE *file_elf = NULL; file_elf = fopen(path,"rb"); int ret=0; app_struct app={0}; if(file_elf == NULL) { printf("open file err!!%s\n",strerror(errno)); return -1; } if(check_elf_head(file_elf)==0) { app.file=file_elf; load_elf_2_mem(&app); int (*fun)(void)=(int (*)(void))((int)app.exe_addr|1); app.r9=get_r9(); set_r9((void *)((int)app.exe_addr+app.mem_offset)); ret=fun(); set_r9(app.r9); app_clear(&app); } fclose(file_elf); return ret; }

其中：elf.h文件是在ubuntu中 /usr/include/elf.h复制出来的，为了编译通过做了一些修改，主要是要使用其中定义的结构体和宏；get_r9 和set_r9是两个汇编函数，如下：

__ASM void *get_r9(void) { mov r0,r9 bx lr } __ASM void set_r9(void *r9) { mov r9 ,r0 bx lr }

因为全局变量的地址无关是使用R9寄存器的值加上偏移值来确定的，所以系统在调用APP的时候需要确定R9寄存器的基地址。 系统中只需要调用app_run，即可运行app文件。