痞子衡嵌入式：ARM Cortex-M文件那些事（7）- 反匯編文件(.s/.lst/.dump)

在第四、五、六節課分別介紹了編譯器/鏈接器生成的3種output文件（relocatable、map、exectuable文件），這3種文件都是側重的代碼經過匯編/鏈鏈接后的二進制數據在存儲中分布情況。如果想知道二進制數據對應的機器碼具體是什么意思應該怎么辦？今天要介紹的反匯編文件會給你答案。

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　　大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家講的是嵌入式開發里的反匯編文件(.s, .lst, .dump)。

　　痞子衡在第四、五、六節課分別介紹了編譯器/鏈接器生成的3種output文件（relocatable、map、exectuable文件），這3種文件都是側重的代碼經過匯編/鏈鏈接后的二進制數據在存儲中分布情況。如果想知道二進制數據對應的機器碼具體是什么意思應該怎么辦？痞子衡今天要介紹的反匯編文件會給你答案。

一、標準匯編源文件

　　使用IAR進行編譯的時候會在D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\List目錄下生成.s文件，每一個relocatable文件都對應著一個.s文件，這是編譯器對C源文件進行匯編后得到的匯編文件。以task.c匯編生成的task.s為例：

　　task.s文件就是用匯編語言對task.c文件的逐句匯編式翻譯，下面僅列出normal_task()函數的匯編代碼，如果你愿意的話，你可以直接用這個task.s文件替代task.c文件放進工程里，功能是一樣的。

        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 

　　task.s文件最后還會給出文件里的object在各section中的總size情況。

// 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

二、中間匯編list文件

　　使用IAR進行編譯的時候會在D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\List目錄下生成.lst文件，每一個relocatable文件都對應著一個.lst文件，這是編譯器對C源文件進行匯編后得到的匯編文件的補充信息文件。繼續以task.c匯編生成的task.lst為例：

　　task.lst文件在task.s的基礎上還加入了對匯編指令的機器碼翻譯信息，其中有0x....表明該文件沒有經過全局的鏈接，所以還無法確定機器碼。

   \                                 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   

　　task.lst文件最后還給出最大棧使用的分析以及各object具體size情況。

   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

三、完整匯編dump文件

　　dump文件是所有list文件的集合，也是整個image文件的機器碼數據的逐句匯編式翻譯，還是以task.c里的normal_task()為例，在list文件中我們會看到部分未知機器碼0x....，而在dump文件里這部分位置機器碼被填充成真實的機器碼。有了dump文件，我們就可以從匯編角度對整個工程進行解讀分析。

  //     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

四、使用ielfdumparm.exe生成dump文件

　　dump文件默認是不生成的，但是IAR里提供了工具可以幫我們生成dump文件，這個工具叫ielfdumparm.exe。

位置：\IAR Systems\Embedded Workbench xxx\arm\bin\ielfdumparm.exe
用法：ielfdumparm.exe --source --code demo.elf -o demo.dump

　　至此，嵌入式開發里的反匯編文件(.s, .lst, .dump)文件痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~

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