基础很重要！elf和map文件有不同？

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大家好，我是小麦，之前有个朋友在群里问到

.map和.elf文件分别起什么作用？虽然是比较基础的问题，但是一时间我也没有答上来了，于是就简单地整理这方面的问题，下面简单复习一下。

	


事情的起因在做MCU开发的过程中，我们以Keil MDK为例简单介绍一下，通常我们会看到一些后缀的文件名，比如.bin文件，.hex文件，.axf文件，.map文件，.elf文件，当然还有很多其他的文件，这里我们先简单介绍一下，先说.elf吧。

	



	.bin

bin文件就是二进制文件，完全有0和1组成；当然了，所有的文件最终的本质都是0和1，不过这里的bin文件应该面向机器的文件了，机器可以读懂它，而人很难读懂。我们所熟悉的文本文件，是通过多种编码格式，将信息以一种可读的形式展现给我们，而这些信息最终的本质，还是二进制。

	


下面我使用Linux上的一个指令hexdump，查看二进制文件；

	


hexdump -C flash_rdp.bin

bin文件这里的工具展示给我们的内容：

	



	
		左边的是地址；flash_rdp.bin文件大小是 11256 个字节；
		
			

		
文件大小这里地址到0x2bf8就是11256的十六进制形式；
		
			

		
	

	
		中间是bin文件的十六进制内容形式；
		
			

		
	

	
		右边则是我们人类可以看懂的文本格式，通常代码中定义的字符串，都可以在这里找到，比如图片中的dafaultTask就是我在代码中定义的一个任务的名称；
		
			

		
	


OK，那bin文件是如何生成的呢？我们下面来继续介绍一下吧。再讲讲elf文件格式。

	



	.elf

elf是（Executable File Format）的缩写，顾名思义就是可执行文件格式。这种格式的通用性很强。

	


可以追溯到coff文件规范，coff是Unix系统实验室首先提出并且使用的文件规范，后来，微软基于coff格式制定了PE格式标准，并用于当时的Windows系统。

	


后来，Unix实验室在coff的基础上重新发布了新的格式，也就是现在使用很广泛的elf格式，作为应用程序二进制接口 Application Binary Interface(ABI)。

	


由于elf文件具有通用性强的优点，现在流行的开发模式是：先通过编译工具生成ELF文件格式的可执行文件，在使用外部工具，抽离出elf文件中的相应部分，生成bin文件。

	


著名的gnu、bootloader、U-Boot就采用了这种做法。例如：

	



	
		编译器工具集gcc的bin生成工具是elf2bin。
	
	
		ARM公司虽然使用的是自家的armcc编译器，但是也提供了fromelf工具来实现上面的方式。
	

使用gcc 编译出来的是ELF文件。

	


gcc –o test test.c

然后生成的test文件就是elf格式的，在linux shell下输入 ./test就可以执行。

	


还可以通过指令，查看elf的头部；

	


readelf -h test

elf header上面说了，armcc编译出来的文件显然也是遵守elf格式的，我们也用readelf简单看一下它的头部；

	


文件列表我把.axf拷贝到虚拟机上，使用readelf看了一下elf header，确实是32位的ARM平台，所以这里的axf文件。

	


device下面我看了一下KEIL MDK安装路径下的armcc工具链，这里有一个fromelf.exe通过这个工具，我们可以将axf文件转换成bin文件；也就是二进制文件；

	


fromelf使用指令；

	


fromelf.exe .\flash_rdp.axf --bin --output .\flash_rdp.bin

这样就生成了bin文件，可以通过flash工具，直接烧录bin文件到芯片上，比如使用jlink的flash tool可以直接烧bin文件到芯片的内部flash中。

	


而axf文件，可以通过icp的方式烧录到芯片中。

	


到这里，elf和axf文件差不多介绍了一下，但是elf格式内容还是比较多的，可以参考相应的资料；下面简单讲讲.map文件

	



	.map

在介绍map文件之前，我们先回顾一下程序编译的几个阶段；

	



	
		预编译阶段：又称为预处理阶段，对代码做一些文本上的替换工作；
		
			

		
	
	
		编译阶段：源文件C files和汇编文件Assembly files被编译器生成.o文件；
		
			

		
	

	
		链接阶段：.o文件通过链接器armlink生成 elf格式的文件；
		
			

		
	


armcc的整个构建过程如下图所示；

	


构建过程其中，map文件就在链接阶段产生，这里我们先打开一个 .map文件看一下，看看里面都有些什么，如下图所示；

	


map文件细节所以map文件就详细地向我们展示了，源代码被工具链构建之后的详细信息，包括固件大小，函数符号，内存映射，等等，这里就不详细介绍；

	


另外hex之前写过一篇文件详细介绍过，但是感觉不用太在意。

	



	summary

简单介绍了使用arm工具链在构建过程中所产生的几种文件类型，包括，bin文件，hex文件，axf文件，elf格式，map文件等等，由于作者能力水平有限，文章难免存在错误，请不吝赐教。

	


如果文章帮助了你，请帮忙三连鼓励。

	



	


—— The End ——


                                
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