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Zephyr build (2)

この記事で関係するターゲット

qemu ターゲット

[zephyr_base]/Makefile
qemu: zephyr
        (省略)
詳細は 前の記事 参照。

zephyrターゲット

[zephyr_base]/Makefile
zephyr: $(zephyr-deps) $(KERNEL_BIN_NAME)

$(zephyr-deps)

[zephyr_base]/Makefile
$(zephyr-deps) := $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_ZEPHYR_MAIN)
TODO 後で調べる

$(KERNEL_BIN_NAME)

zephyr.bin
[zephyr_base]/samples/hello_world/microkernel/outdir/.config
CONFIG_KERNEL_BIN_NAME="zephyr"
TODO .config の生成方法(ct-ng makemenuconfigがベース?)、.config の Makefile中のinlcude箇所。
[zephyr_base]/Makefile
KERNEL_NAME = $(subst $(DQUOTE),,$(CONFIG_KERNEL_BIN_NAME))
KERNEL_BIN_NAME = $(KERNEL_NAME).bin

$(KERNEL_BIN_NAME) ターゲット

[zephyr_base]/Makefile
ifeq ($(ARCH),x86)
$(KERNEL_ELF_NAME): staticIdt.o final-linker.cmd
 $(call cmd,lnk_elf)
 @$(WARN_ABOUT_ASSERT)
else
$(KERNEL_ELF_NAME): $(TMP_ELF)
 @cp $(TMP_ELF) $(KERNEL_ELF_NAME)
 @$(WARN_ABOUT_ASSERT)
endif
今回は、ARCHがx86の場合を調べる。

staticIdt.o

次の記事 参照

final-linker.cmd

TODO 調査

$(KERNEL_ELF_NAME)

zephyr.elf
[zephyr_base]/Makefile
KERNEL_ELF_NAME = $(KERNEL_NAME).elf // $(KERNEL_NAME)は上記参照

$(call cmd,lnk_elf)

cmd_lnk_elf ファンクションを実行。
cmd ファンクション
[zephyr_base]/scripts/Kbuild.include
cmd = @$(echo-cmd) $(cmd_$(1))
cmdは処理内容を表示後(echo-cmd)に、処理(cmd_lnk_elf)を実行。

cmd_lnk_elf ファンクション

[zephyr_base]/Makefile
cmd_lnk_elf =         \
(           \
         $(CC) -T final-linker.cmd @$(KERNEL_NAME).lnk staticIdt.o int_vector_alloc.o  \
         irq_int_vector_map.o -o $@;・・・①       \
         ${OBJCOPY} --change-section-address intList=${CONFIG_PHYS_LOAD_ADDR} $@ elf.tmp; ・・・②\
         $(OBJCOPY) -R intList elf.tmp $@;・・・③      \
         rm elf.tmp         \
)

① $(CC) -T final-linker.cmd @$(KERNEL_NAME).lnk staticIdt.o int_vector_alloc.o irq_int_vector_map.o -o $@

リンカスクリプト (final-linker.cmd)、リンカオプション(zephyr.lnk)を使い、staticIdt.o、int_vector_alloc.o、irq_int_vector_map.o から zephyr.elf を生成する。 
/Volumes/CrossToolNG/x-tools/i586-pc-elf/bin/i586-pc-elf-gcc -T final-linker.cmd @zephyr.lnk staticIdt.o int_vector_alloc.o irq_int_vector_map.o -o zephyr.elf
$(CC)
[zephyr_base]/Makefile
CROSS_COMPILE ?= $(CONFIG_CROSS_COMPILE:"%"=%)
CC  = $(CCACHE) $(CROSS_COMPILE)gcc
[zephyr_base]/scripts/Makefile.toolchain.xtools
CROSS_COMPILE: /Volumes/CrossToolNG/x-tools/i586-pc-elf/bin/i586-pc-elf-
TODO scripts/Makefile.toolchain.xtools がどこで include されるか
i586-pc-elf-gcc --help
          -T script
              Use script as the linker script. This option is supported by
              most systems using the GNU linker. On some targets, such as
              bare-board targets without an operating system, the -T
              option may be required when linking to avoid references to
              undefined symbols.
              https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Link-Options.html

          @file
              Read command-line options from file. The options read are inserted in
              place of the original @file option. If file does not exist, or cannot
              be read, then the option will be treated literally, and not removed.
              Options in file are separated by whitespace. A whitespace character
              may be included in an option by surrounding the entire option in
              either single or double quotes. Any character (including a backslash)
              may be included by prefixing the character to be included with a
              backslash. The file may itself contain additional @file options; any
              such options will be processed recursively.
              https://sourceware.org/binutils/docs/ld/Options.html#Options
①後の、zephyr.elf の readelf 結果
$ /Volumes/CrossToolNG/x-tools/i586-pc-elf/bin/i586-pc-elf-readelf -a before_changing_address_zephyr.elf
(省略)
Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] text              PROGBITS        00100000 0001c0 002f64 00  AX  0   0 16
  [ 2] devconfig         PROGBITS        00102f64 003124 00006c 00  WA  0   0  4
  [ 3] rodata            PROGBITS        00102fe0 0031a0 000b60 00  WA  0   0 32
  [ 4] datas             PROGBITS        00103b40 003d00 0006a0 00  WA  0   0 32
  [ 5] initlevel         PROGBITS        001041e0 0043a0 00006c 00  WA  0   0  4
  [ 6] _k_task_list      PROGBITS        0010424c 00440c 000080 00  WA  0   0 32
  [ 7] _k_task_ptr       PROGBITS        001042cc 00448c 000008 00  WA  0   0  4
  [ 8] _k_event_list     PROGBITS        001042d4 004494 000010 00  WA  0   0  4
  [ 9] bss               NOBITS          001042e8 0044a4 000048 00  WA  0   0  8
  [10] noinit            NOBITS          00104340 0044a4 001900 00  WA  0   0 32
  [11] intList           PROGBITS        00000800 000074 00014c 00  WA  0   0  4
  [12] .comment          PROGBITS        00000000 0044a4 00002e 01  MS  0   0  1
  [13] .debug_aranges    PROGBITS        00000000 0044d8 0012d0 00      0   0  8
  [14] .debug_line       PROGBITS        00000000 0057a8 00c29b 00      0   0  1
  [15] .debug_info       PROGBITS        00000000 011a43 028743 00      0   0  1
  [16] .debug_abbrev     PROGBITS        00000000 03a186 008dd5 00      0   0  1
  [17] .debug_loc        PROGBITS        00000000 042f5b 00894c 00      0   0  1
  [18] .debug_ranges     PROGBITS        00000000 04b8a8 001568 00      0   0  8
  [19] .debug_str        PROGBITS        00000000 04ce10 004f76 01  MS  0   0  1
  [20] .debug_frame      PROGBITS        00000000 051d88 0037f4 00      0   0  4
  [21] .shstrtab         STRTAB          00000000 05557c 0000ea 00      0   0  1
  [22] .symtab           SYMTAB          00000000 055a28 0021a0 10     23 175  4
  [23] .strtab           STRTAB          00000000 057bc8 002893 00      0   0  1
(省略)

② ${OBJCOPY} --change-section-address intList=${CONFIG_PHYS_LOAD_ADDR} $@ elf.tmp

/Volumes/CrossToolNG/x-tools/i586-pc-elf/bin/i586-pc-elf-objcopy --change-section-address intList=0x00100000 zephyr.elf elf.tmp
i586-pc-elf-objcopy --help
           {--change-section-address|--adjust-section-vma} {=|+|-}
                                     Change LMA and VMA of section  by
${OBJCOPY}
OBJCOPY  = $(CROSS_COMPILE)objcopy
${CONFIG_PHYS_LOAD_ADDR}
[zephyr_base]/samples/hello_world/microkernel/outdir/.config
CONFIG_PHYS_LOAD_ADDR=0x00100000
intList
[zephyr_base]/samples/hello_world/microkernel/outdir/final-linker.cmd
 intList () :
 {
 KEEP(*(.spurIsr))
 KEEP(*(.spurNoErrIsr))
 __INT_LIST_START__ = .;
 LONG((__INT_LIST_END__ - __INT_LIST_START__) / 0x14)
 KEEP(*(.intList))
 __INT_LIST_END__ = .;
 } > IDT_LIST
TODO ISRの中身は後で
②後の、objdumpの結果
(省略)
Disassembly of section intList:

00100000 <__isr___SpuriousIntHandler>:
  100000:       f3 2a 10                repz sub (%eax),%dl
        ...

00100004 <__isr___SpuriousIntNoErrCodeHandler>:
  100004:       f1                      icebp  
  100005:       2a 10                   sub    (%eax),%dl
        ...

00100008 <__INT_LIST_START__>:
  100008:       10 00                   adc    %al,(%eax)
  10000a:       00 00                   add    %al,(%eax)
  10000c:       2d 04 10 00 02          sub    $0x2001004,%eax
  100011:       00 00                   add    %al,(%eax)
  100013:       00 04 00                add    %al,(%eax,%eax,1)
  100016:       00 00                   add    %al,(%eax)
  100018:       ff                      (bad)  
  100019:       ff                      (bad)  
  10001a:       ff                      (bad)  
  10001b:       ff 00                   incl   (%eax)
  10001d:       00 00                   add    %al,(%eax)
        ...
(省略)
②後の、zephyr.elf の readelf 結果
(省略)
Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] text              PROGBITS        00100000 0001c0 002f64 00  AX  0   0 16
  [ 2] devconfig         PROGBITS        00102f64 003124 00006c 00  WA  0   0  4
  [ 3] rodata            PROGBITS        00102fe0 0031a0 000b60 00  WA  0   0 32
  [ 4] datas             PROGBITS        00103b40 003d00 0006a0 00  WA  0   0 32
  [ 5] initlevel         PROGBITS        001041e0 0043a0 00006c 00  WA  0   0  4
  [ 6] _k_task_list      PROGBITS        0010424c 00440c 000080 00  WA  0   0 32
  [ 7] _k_task_ptr       PROGBITS        001042cc 00448c 000008 00  WA  0   0  4
  [ 8] _k_event_list     PROGBITS        001042d4 004494 000010 00  WA  0   0  4
  [ 9] bss               NOBITS          001042e8 0044a4 000048 00  WA  0   0  8
  [10] noinit            NOBITS          00104340 0044a4 001900 00  WA  0   0 32
  [11] intList           PROGBITS        00100000  00007400014c 00  WA  0   0  4
  [12] .comment          PROGBITS        00000000 0044a4 00002e 01  MS  0   0  1
  [13] .debug_aranges    PROGBITS        00000000 0044d8 0012d0 00      0   0  8
  [14] .debug_line       PROGBITS        00000000 0057a8 00c29b 00      0   0  1
  [15] .debug_info       PROGBITS        00000000 011a43 028743 00      0   0  1
  [16] .debug_abbrev     PROGBITS        00000000 03a186 008dd5 00      0   0  1
  [17] .debug_loc        PROGBITS        00000000 042f5b 00894c 00      0   0  1
  [18] .debug_ranges     PROGBITS        00000000 04b8a8 001568 00      0   0  8
  [19] .debug_str        PROGBITS        00000000 04ce10 004f76 01  MS  0   0  1
  [20] .debug_frame      PROGBITS        00000000 051d88 0037f4 00      0   0  4
  [21] .shstrtab         STRTAB          00000000 05557c 0000ea 00      0   0  1
  [22] .symtab           SYMTAB          00000000 055a28 0021a0 10     23 175  4
  [23] .strtab           STRTAB          00000000 057bc8 002893 00      0   0  1
(省略)

③ $(OBJCOPY) -R intList elf.tmp $@

zephyr.elfのintListセクションの削除。各セクションの(バイナリファイル内の?)オフセット位置が前方にずれる。 
/Volumes/CrossToolNG/x-tools/i586-pc-elf/bin/i586-pc-elf-objcopy -R intList elf.tmp zephyr.elf
i586-pc-elf-objcopy --help
          -R --remove-section        Remove section  from the output
②後の、zephyr.elf の readelf 結果
(省略)
Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] text              PROGBITS        00100000 000060  002f64 00  AX  0   0 16
  [ 2] devconfig         PROGBITS        00102f64 002fc4 00006c 00  WA  0   0  4
  [ 3] rodata            PROGBITS        00102fe0 003040 000b60 00  WA  0   0 32
  [ 4] datas             PROGBITS        00103b40 003ba0 0006a0 00  WA  0   0 32
  [ 5] initlevel         PROGBITS        001041e0 004240 00006c 00  WA  0   0  4
  [ 6] _k_task_list      PROGBITS        0010424c 0042ac 000080 00  WA  0   0 32
  [ 7] _k_task_ptr       PROGBITS        001042cc 00432c 000008 00  WA  0   0  4
  [ 8] _k_event_list     PROGBITS        001042d4 004334 000010 00  WA  0   0  4
  [ 9] bss               NOBITS          001042e8 004344 000048 00  WA  0   0  8
  [10] noinit            NOBITS          00104340 004344 001900 00  WA  0   0 32
  [11] .comment          PROGBITS        00000000 004344 00002e 01  MS  0   0  1
  [12] .debug_aranges    PROGBITS        00000000 004378 0012d0 00      0   0  8
  [13] .debug_line       PROGBITS        00000000 005648 00c29b 00      0   0  1
  [14] .debug_info       PROGBITS        00000000 0118e3 028743 00      0   0  1
  [15] .debug_abbrev     PROGBITS        00000000 03a026 008dd5 00      0   0  1
  [16] .debug_loc        PROGBITS        00000000 042dfb 00894c 00      0   0  1
  [17] .debug_ranges     PROGBITS        00000000 04b748 001568 00      0   0  8
  [18] .debug_str        PROGBITS        00000000 04ccb0 004f76 01  MS  0   0  1
  [19] .debug_frame      PROGBITS        00000000 051c28 0037f4 00      0   0  4
  [20] .shstrtab         STRTAB          00000000 05541c 0000e2 00      0   0  1
  [21] .symtab           SYMTAB          00000000 055898 002060 10     22 159  4
  [22] .strtab           STRTAB          00000000 0578f8 002612 00      0   0  1
(省略)
疑問：intListセクションが削除されてしまったがよいのか?
推測：この処理(intListセクションのアドレス変更、セクション削除)は、ARCHがx86の時だけなので、別の所でなんらかの対処がされているはず。
ラベル:

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Initial run-length encoding@bzip2を読んでみた

Wikipediaのbzip2圧縮アルゴリズムの一部を読んだので意訳して紹介します。 参考にしたソースコードは bzip2-1.0.6 です。 Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Bzip2#Initial_run-length_encoding bzip2 ソースコード https://github.com/junkawa/bzip2/tree/master/bzip2-1.0.6 概要 bzip2では、入力データを読み込んだ時( copy_input_until_stop()@bzlib.c → ADD_CHAR_TO_BLOCK() → add_pair_to_block() ) に ランレングス符号化 を行う。 Wikipedia Any sequence of 4 to 255 consecutive duplicate symbols is replaced by the first four symbols and a repeat length between 0 and 251.   4〜255回、同じシンボルが連続した場合、「最初の4シンボル+残りの繰り返し回数」に置き換わる。 Thus the sequence "AAAAAAABBBBCCCD" is replaced with "AAAA\3BBBB\0CCCD", where "\3" and "\0" represent byte values 3 and 0 respectively.  "AAAAAAABBBBCCCD"は、"AAAA\3BBBB\0CCCD"に置き換わる。 AAAAAAA (Aが7回)は、最初の4シンボル(AAAA) + 残りの繰り返し回数(3)となる。 BBBB (Bが4回)は、最初の4シンボル(BBBB) + 残りの繰り返し回数(0)となる。 C,Dは連続回数が4回に達しないのでそのままとなる。 ここでは分かりやすさのため、A,B,Cというシンボルを使っているが、実際のbzip2では1シンボルは1バイト(0〜255の値)。 したがって、シンボル7...
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Zephyr build (4)

この記事で関係するターゲット $(TMP_ELF) ターゲット このターゲットは、アーキテクチャに関係なく実行される(x86依存ではない)。 [zephyr_base]/Makefile $(TMP_ELF): $(zephyr-deps) $(KBUILD_ZEPHYR_APP) linker.cmd $(KERNEL_NAME).lnk $(Q)$(CC) -T linker.cmd @$(KERNEL_NAME).lnk -o $@ $(TMP_ELF) 前の記事 参照。 $(zephyr-deps) TODO 後で調べる $(KBUILD_ZEPHYR_APP) 未定義 $(KERNEL_NAME).lnk zephyr.lnk $(KERNEL_NAME) については、 前の記事 参照。 $(Q)$(CC) -T linker.cmd @$(KERNEL_NAME).lnk -o $@ /Volumes/CrossToolNG/x-tools/i586-pc-elf/bin/i586-pc-elf-gcc -T linker.cmd @zephyr.lnk -o .tmp_zephyr.prebuilt リンカスクリプト (linker.cmd)、リンカオプション(zephyr.lnk)を使い、.tmp_zephyr.prebuilt を生成する。 linker.cmd [zephyr_base]/samples/hello_world/microkernel/outdir/linker.cmd 次の記事 参照 zephyr.lnk [zephyr_base]/Makefile 次の記事 参照
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Zephyr build (6)

この記事で関係するターゲット 前の記事 参照 zephyr.lnk [zephyr_base]/Makefile -nostartfiles -nodefaultlibs -nostdlib -static -Wl,-X -Wl,-N -Wl,--gc-sections -Wl,--build-id=none -Wl,-Map=[zephyr_base]/samples/hello_world/microkernel/outdir/zephyr.map -L ./include/generated -u _OffsetAbsSyms -u _ConfigAbsSyms -e __start -Wl,--start-group -Wl,--whole-archive -Wl,--no-whole-archive drivers/built-in.o ./samples/hello_world/microkernel/src/built-in.o lib/built-in.o kernel/built-in.o misc/built-in.o net/built-in.o boards/built-in.o arch/built-in.o ext/built-in.o ./arch/x86/core/offsets/offsets.o -Wl,--end-group -L /Volumes/CrossToolNG/x-tools/i586-pc-elf/lib/gcc/i586-pc-elf/5.2.0/ -lgcc -nostartfiles 3.14 Options for Linking Do not use the standard system startup files when linking. The standard system libraries are used normally, unless -nostdlib or -nodefaultlibs is used. スタートアップファイル(crt*.oなど)をリンクしない。 -nodefaultlibs 3.14 Options for Linking Do not use the standard system ...
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