从文件角度看Cortex-M开发(7) - 反汇编文件

NXP管管 · 发表于 2020-9-8 14:37:03

从文件角度看Cortex-M开发(7) - 反汇编文件

大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家讲的是嵌入式开发里的反汇编文件(.s, .lst, .dump)。

痞子衡在第四、五、六节课分别介绍了编译器/链接器生成的3种output文件（relocatable、map、exectuable文件），这3种文件都是侧重的代码经过汇编/链链接后的二进制数据在存储中分布情况。如果想知道二进制数据对应的机器码具体是什么意思应该怎么办？痞子衡今天要介绍的反汇编文件会给你答案。

一、标准汇编源文件
使用IAR进行编译的时候会在D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\List目录下生成.s文件，每一个relocatable文件都对应着一个.s文件，这是编译器对C源文件进行汇编后得到的汇编文件。以task.c汇编生成的task.s为例：

task.s文件就是用汇编语言对task.c文件的逐句汇编式翻译，下面仅列出normal_task()函数的汇编代码，如果你愿意的话，你可以直接用这个task.s文件替代task.c文件放进工程里，功能是一样的。

SECTION `.text`:CODE:NOROOT(1)
CFI Block cfiBlock0 Using cfiCommon0
CFI Function normal_task
CFI NoCalls
THUMB
// 17 void normal_task(void)
// 18 {
// 19 s_variable0 *= 2;
normal_task:
LDR R0,??DataTable1
LDR R0,[R0, #+0]
MOVS R1,#+2
MULS R0,R1,R0
LDR R1,??DataTable1
STR R0,[R1, #+0]
// 20 }
BX LR ;; return
CFI EndBlock cfiBlock0
// 21

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task.s文件最后还会给出文件里的object在各section中的总size情况。

// 20 bytes in section .bss
// 4 bytes in section .data
// 4 bytes in section .noinit
// 86 bytes in section .text
// 16 bytes in section .textrw
//
// 102 bytes of CODE memory
// 28 bytes of DATA memory

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二、中间汇编list文件
使用IAR进行编译的时候会在D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\List目录下生成.lst文件，每一个relocatable文件都对应着一个.lst文件，这是编译器对C源文件进行汇编后得到的汇编文件的补充信息文件。继续以task.c汇编生成的task.lst为例：

task.lst文件在task.s的基础上还加入了对汇编指令的机器码翻译信息，其中有0x....表明该文件没有经过全局的链接，所以还无法确定机器码。

\ In section .text, align 2, keep-with-next
17 void normal_task(void)
18 {
19 s_variable0 *= 2;
\ normal_task: (+1)
\ 00000000 0x.... LDR R0,??DataTable1
\ 00000002 0x6800 LDR R0,[R0, #+0]
\ 00000004 0x2102 MOVS R1,#+2
\ 00000006 0x4348 MULS R0,R1,R0
\ 00000008 0x.... LDR R1,??DataTable1
\ 0000000A 0x6008 STR R0,[R1, #+0]
20 }
\ 0000000C 0x4770 BX LR ;; return
21

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task.lst文件最后还给出最大栈使用的分析以及各object具体size情况。

Maximum stack usage in bytes:
.cstack Function
------- --------
24 heap_task
24 -> __aeabi_memcpy
24 -> __aeabi_memset
24 -> free
24 -> malloc
0 normal_task
0 ram_task
Section sizes:
Bytes Function/Label
----- --------------
4 ??DataTable1
4 ??DataTable1_1
4 ??DataTable1_2
60 heap_task
4 n_variable1
14 normal_task
16 ram_task
16 s_array
4 s_variable0
4 s_variable2

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三、完整汇编dump文件
dump文件是所有list文件的集合，也是整个image文件的机器码数据的逐句汇编式翻译，还是以task.c里的normal_task()为例，在list文件中我们会看到部分未知机器码0x....，而在dump文件里这部分位置机器码被填充成真实的机器码。有了dump文件，我们就可以从汇编角度对整个工程进行解读分析。

// s_variable0 *= 2;
$t:
`.text12`:
normal_task:
0xcc: 0x4812 LDR.N R0, `.text_8` ; `.data$Limit`
0xce: 0x6800 LDR R0, [R0]
0xd0: 0x2102 MOVS R1, #2
0xd2: 0x4348 MULS R0, R1, R0
0xd4: 0x4910 LDR.N R1, `.text_8` ; `.data$Limit`
0xd6: 0x6008 STR R0, [R1]
// }
0xd8: 0x4770 BX LR