STM32 V5 source code
guowenxue
2018-02-04 785deec23b4cb1e7c4c4d81eb808f195adb1d98a
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
/*
 * Copyright (c) 2005, Swedish Institute of Computer Science
 * All rights reserved.
 *
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 * modification, are permitted provided that the following conditions
 * are met:
 * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
 * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
 *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
 * 3. Neither the name of the Institute nor the names of its contributors
 *    may be used to endorse or promote products derived from this software
 *    without specific prior written permission.
 *
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE INSTITUTE AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
 * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
 * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
 * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE INSTITUTE OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
 * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
 * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
 * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
 * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
 * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
 * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
 * SUCH DAMAGE.
 *
 * This file is part of the Contiki operating system.
 *
 */
 
#include "contiki.h"
 
#include "loader/elfloader.h"
#include "loader/elfloader-arch.h"
 
#include "cfs/cfs.h"
#include "loader/symtab.h"
 
#include <stddef.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
 
#define DEBUG 0
#if DEBUG
#include <stdio.h>
#define PRINTF(...) printf(__VA_ARGS__)
#else
#define PRINTF(...) do {} while (0)
#endif
 
#define EI_NIDENT 16
 
 
struct elf32_ehdr {
  unsigned char e_ident[EI_NIDENT];    /* ident bytes */
  elf32_half e_type;                   /* file type */
  elf32_half e_machine;                /* target machine */
  elf32_word e_version;                /* file version */
  elf32_addr e_entry;                  /* start address */
  elf32_off e_phoff;                   /* phdr file offset */
  elf32_off e_shoff;                   /* shdr file offset */
  elf32_word e_flags;                  /* file flags */
  elf32_half e_ehsize;                 /* sizeof ehdr */
  elf32_half e_phentsize;              /* sizeof phdr */
  elf32_half e_phnum;                  /* number phdrs */
  elf32_half e_shentsize;              /* sizeof shdr */
  elf32_half e_shnum;                  /* number shdrs */
  elf32_half e_shstrndx;               /* shdr string index */
};
 
/* Values for e_type. */
#define ET_NONE         0       /* Unknown type. */
#define ET_REL          1       /* Relocatable. */
#define ET_EXEC         2       /* Executable. */
#define ET_DYN          3       /* Shared object. */
#define ET_CORE         4       /* Core file. */
 
struct elf32_shdr {
  elf32_word sh_name;         /* section name */
  elf32_word sh_type;         /* SHT_... */
  elf32_word sh_flags;             /* SHF_... */
  elf32_addr sh_addr;         /* virtual address */
  elf32_off sh_offset;             /* file offset */
  elf32_word sh_size;         /* section size */
  elf32_word sh_link;         /* misc info */
  elf32_word sh_info;         /* misc info */
  elf32_word sh_addralign;     /* memory alignment */
  elf32_word sh_entsize;     /* entry size if table */
};
 
/* sh_type */
#define SHT_NULL        0               /* inactive */
#define SHT_PROGBITS    1               /* program defined information */
#define SHT_SYMTAB      2               /* symbol table section */
#define SHT_STRTAB      3               /* string table section */
#define SHT_RELA        4               /* relocation section with addends*/
#define SHT_HASH        5               /* symbol hash table section */
#define SHT_DYNAMIC     6               /* dynamic section */
#define SHT_NOTE        7               /* note section */
#define SHT_NOBITS      8               /* no space section */
#define SHT_REL         9               /* relation section without addends */
#define SHT_SHLIB       10              /* reserved - purpose unknown */
#define SHT_DYNSYM      11              /* dynamic symbol table section */
#define SHT_LOPROC      0x70000000      /* reserved range for processor */
#define SHT_HIPROC      0x7fffffff      /* specific section header types */
#define SHT_LOUSER      0x80000000      /* reserved range for application */
#define SHT_HIUSER      0xffffffff      /* specific indexes */
 
struct elf32_rel {
  elf32_addr      r_offset;       /* Location to be relocated. */
  elf32_word      r_info;         /* Relocation type and symbol index. */
};
 
struct elf32_sym {
  elf32_word      st_name;        /* String table index of name. */
  elf32_addr      st_value;       /* Symbol value. */
  elf32_word      st_size;        /* Size of associated object. */
  unsigned char   st_info;        /* Type and binding information. */
  unsigned char   st_other;       /* Reserved (not used). */
  elf32_half      st_shndx;       /* Section index of symbol. */
};
 
#define ELF32_R_SYM(info)       ((info) >> 8)
#define ELF32_R_TYPE(info)      ((unsigned char)(info))
 
struct relevant_section {
  unsigned char number;
  unsigned int offset;
  char *address;
};
 
char elfloader_unknown[30];    /* Name that caused link error. */
 
struct process * const * elfloader_autostart_processes;
 
static struct relevant_section bss, data, rodata, text;
 
static const unsigned char elf_magic_header[] =
  {0x7f, 0x45, 0x4c, 0x46,  /* 0x7f, 'E', 'L', 'F' */
   0x01,                    /* Only 32-bit objects. */
   0x01,                    /* Only LSB data. */
   0x01,                    /* Only ELF version 1. */
  };
 
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static void
seek_read(int fd, unsigned int offset, char *buf, int len)
{
  cfs_seek(fd, offset, CFS_SEEK_SET);
  cfs_read(fd, buf, len);
#if DEBUG
  {
    int i;
    PRINTF("seek_read: Read len %d from offset %d\n",
       len, offset);
    for(i = 0; i < len; ++i ) {
      PRINTF("%02x ", buf[i]);
    }
    printf("\n");
  }
#endif /* DEBUG */
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/*
static void
seek_write(int fd, unsigned int offset, char *buf, int len)
{
  cfs_seek(fd, offset, CFS_SEEK_SET);
  cfs_write(fd, buf, len);
}
*/
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static void *
find_local_symbol(int fd, const char *symbol,
          unsigned int symtab, unsigned short symtabsize,
          unsigned int strtab)
{
  struct elf32_sym s;
  unsigned int a;
  char name[30];
  struct relevant_section *sect;
  
  for(a = symtab; a < symtab + symtabsize; a += sizeof(s)) {
    seek_read(fd, a, (char *)&s, sizeof(s));
 
    if(s.st_name != 0) {
      seek_read(fd, strtab + s.st_name, name, sizeof(name));
      if(strcmp(name, symbol) == 0) {
    if(s.st_shndx == bss.number) {
      sect = &bss;
    } else if(s.st_shndx == data.number) {
      sect = &data;
  } else if(s.st_shndx == rodata.number) {
    sect = &rodata;
    } else if(s.st_shndx == text.number) {
      sect = &text;
    } else {
      return NULL;
    }
    return &(sect->address[s.st_value]);
      }
    }
  }
  return NULL;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static int
relocate_section(int fd,
         unsigned int section, unsigned short size,
         unsigned int sectionaddr,
         char *sectionbase,
         unsigned int strs,
         unsigned int strtab,
         unsigned int symtab, unsigned short symtabsize,
         unsigned char using_relas)
{
  /* sectionbase added; runtime start address of current section */
  struct elf32_rela rela; /* Now used both for rel and rela data! */
  int rel_size = 0;
  struct elf32_sym s;
  unsigned int a;
  char name[30];
  char *addr;
  struct relevant_section *sect;
 
  /* determine correct relocation entry sizes */
  if(using_relas) {
    rel_size = sizeof(struct elf32_rela);
  } else {
    rel_size = sizeof(struct elf32_rel);
  }
  
  for(a = section; a < section + size; a += rel_size) {
    seek_read(fd, a, (char *)&rela, rel_size);
    seek_read(fd,
          symtab + sizeof(struct elf32_sym) * ELF32_R_SYM(rela.r_info),
          (char *)&s, sizeof(s));
    if(s.st_name != 0) {
      seek_read(fd, strtab + s.st_name, name, sizeof(name));
      PRINTF("name: %s\n", name);
      addr = (char *)symtab_lookup(name);
      /* ADDED */
      if(addr == NULL) {
    PRINTF("name not found in global: %s\n", name);
    addr = find_local_symbol(fd, name, symtab, symtabsize, strtab);
    PRINTF("found address %p\n", addr);
      }
      if(addr == NULL) {
    if(s.st_shndx == bss.number) {
      sect = &bss;
    } else if(s.st_shndx == data.number) {
      sect = &data;
    } else if(s.st_shndx == rodata.number) {
      sect = &rodata;
    } else if(s.st_shndx == text.number) {
      sect = &text;
    } else {
      PRINTF("elfloader unknown name: '%30s'\n", name);
      memcpy(elfloader_unknown, name, sizeof(elfloader_unknown));
      elfloader_unknown[sizeof(elfloader_unknown) - 1] = 0;
      return ELFLOADER_SYMBOL_NOT_FOUND;
    }
    addr = sect->address;
      }
    } else {
      if(s.st_shndx == bss.number) {
    sect = &bss;
      } else if(s.st_shndx == data.number) {
    sect = &data;
      } else if(s.st_shndx == rodata.number) {
    sect = &rodata;
      } else if(s.st_shndx == text.number) {
    sect = &text;
      } else {
    return ELFLOADER_SEGMENT_NOT_FOUND;
      }
      
      addr = sect->address;
    }
 
    if(!using_relas) {
      /* copy addend to rela structure */
      seek_read(fd, sectionaddr + rela.r_offset, (char *)&rela.r_addend, 4);
    }
 
    elfloader_arch_relocate(fd, sectionaddr, sectionbase, &rela, addr);
  }
  return ELFLOADER_OK;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static void *
find_program_processes(int fd,
               unsigned int symtab, unsigned short size,
               unsigned int strtab)
{
  struct elf32_sym s;
  unsigned int a;
  char name[30];
  
  for(a = symtab; a < symtab + size; a += sizeof(s)) {
    seek_read(fd, a, (char *)&s, sizeof(s));
 
    if(s.st_name != 0) {
      seek_read(fd, strtab + s.st_name, name, sizeof(name));
      if(strcmp(name, "autostart_processes") == 0) {
    return &data.address[s.st_value];
      }
    }
  }
  return NULL;
/*   return find_local_symbol(fd, "autostart_processes", symtab, size, strtab); */
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
void
elfloader_init(void)
{
  elfloader_autostart_processes = NULL;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
#if 0
static void
print_chars(unsigned char *ptr, int num)
{
  int i;
  for(i = 0; i < num; ++i) {
    PRINTF("%d", ptr[i]);
    if(i == num - 1) {
      PRINTF("\n");
    } else {
      PRINTF(", ");
    }
  }
}
#endif /* 0 */
/*---------------------------------------------------------------------------*/
int
elfloader_load(int fd)
{
  struct elf32_ehdr ehdr;
  struct elf32_shdr shdr;
  struct elf32_shdr strtable;
  unsigned int strs;
  unsigned int shdrptr;
  unsigned int nameptr;
  char name[12];
  
  int i;
  unsigned short shdrnum, shdrsize;
 
  unsigned char using_relas = -1;
  unsigned short textoff = 0, textsize, textrelaoff = 0, textrelasize;
  unsigned short dataoff = 0, datasize, datarelaoff = 0, datarelasize;
  unsigned short rodataoff = 0, rodatasize, rodatarelaoff = 0, rodatarelasize;
  unsigned short symtaboff = 0, symtabsize;
  unsigned short strtaboff = 0, strtabsize;
  unsigned short bsssize = 0;
 
  struct process **process;
  int ret;
 
  elfloader_unknown[0] = 0;
 
  /* The ELF header is located at the start of the buffer. */
  seek_read(fd, 0, (char *)&ehdr, sizeof(ehdr));
 
  /*  print_chars(ehdr.e_ident, sizeof(elf_magic_header));
      print_chars(elf_magic_header, sizeof(elf_magic_header));*/
  /* Make sure that we have a correct and compatible ELF header. */
  if(memcmp(ehdr.e_ident, elf_magic_header, sizeof(elf_magic_header)) != 0) {
    PRINTF("ELF header problems\n");
    return ELFLOADER_BAD_ELF_HEADER;
  }
 
  /* Grab the section header. */
  shdrptr = ehdr.e_shoff;
  seek_read(fd, shdrptr, (char *)&shdr, sizeof(shdr));
  
  /* Get the size and number of entries of the section header. */
  shdrsize = ehdr.e_shentsize;
  shdrnum = ehdr.e_shnum;
 
  PRINTF("Section header: size %d num %d\n", shdrsize, shdrnum);
  
  /* The string table section: holds the names of the sections. */
  seek_read(fd, ehdr.e_shoff + shdrsize * ehdr.e_shstrndx,
        (char *)&strtable, sizeof(strtable));
 
  /* Get a pointer to the actual table of strings. This table holds
     the names of the sections, not the names of other symbols in the
     file (these are in the sybtam section). */
  strs = strtable.sh_offset;
 
  PRINTF("Strtable offset %d\n", strs);
  
  /* Go through all sections and pick out the relevant ones. The
     ".text" segment holds the actual code from the ELF file, the
     ".data" segment contains initialized data, the ".bss" segment
     holds the size of the unitialized data segment. The ".rel[a].text"
     and ".rel[a].data" segments contains relocation information for the
     contents of the ".text" and ".data" segments, respectively. The
     ".symtab" segment contains the symbol table for this file. The
     ".strtab" segment points to the actual string names used by the
     symbol table.
 
     In addition to grabbing pointers to the relevant sections, we
     also save the section number for resolving addresses in the
     relocator code.
  */
 
 
  /* Initialize the segment sizes to zero so that we can check if
     their sections was found in the file or not. */
  textsize = textrelasize = datasize = datarelasize =
    rodatasize = rodatarelasize = symtabsize = strtabsize = 0;
 
  bss.number = data.number = rodata.number = text.number = -1;
        
  shdrptr = ehdr.e_shoff;
  for(i = 0; i < shdrnum; ++i) {
 
    seek_read(fd, shdrptr, (char *)&shdr, sizeof(shdr));
    
    /* The name of the section is contained in the strings table. */
    nameptr = strs + shdr.sh_name;
    seek_read(fd, nameptr, name, sizeof(name));
    PRINTF("Section shdrptr 0x%x, %d + %d type %d\n",
       shdrptr,
       strs, shdr.sh_name,
       (int)shdr.sh_type);
    /* Match the name of the section with a predefined set of names
       (.text, .data, .bss, .rela.text, .rela.data, .symtab, and
       .strtab). */
    /* added support for .rodata, .rel.text and .rel.data). */
 
    if(shdr.sh_type == SHT_SYMTAB/*strncmp(name, ".symtab", 7) == 0*/) {
      PRINTF("symtab\n");
      symtaboff = shdr.sh_offset;
      symtabsize = shdr.sh_size;
    } else if(shdr.sh_type == SHT_STRTAB/*strncmp(name, ".strtab", 7) == 0*/) {
      PRINTF("strtab\n");
      strtaboff = shdr.sh_offset;
      strtabsize = shdr.sh_size;
    } else if(strncmp(name, ".text", 5) == 0) {
      textoff = shdr.sh_offset;
      textsize = shdr.sh_size;
      text.number = i;
      text.offset = textoff;
    } else if(strncmp(name, ".rel.text", 9) == 0) {
      using_relas = 0;
      textrelaoff = shdr.sh_offset;
      textrelasize = shdr.sh_size;
    } else if(strncmp(name, ".rela.text", 10) == 0) {
      using_relas = 1;
      textrelaoff = shdr.sh_offset;
      textrelasize = shdr.sh_size;
    } else if(strncmp(name, ".data", 5) == 0) {
      dataoff = shdr.sh_offset;
      datasize = shdr.sh_size;
      data.number = i;
      data.offset = dataoff;
    } else if(strncmp(name, ".rodata", 7) == 0) {
      /* read-only data handled the same way as regular text section */
      rodataoff = shdr.sh_offset;
      rodatasize = shdr.sh_size;
      rodata.number = i;
      rodata.offset = rodataoff;
    } else if(strncmp(name, ".rel.rodata", 11) == 0) {
      /* using elf32_rel instead of rela */
      using_relas = 0;
      rodatarelaoff = shdr.sh_offset;
      rodatarelasize = shdr.sh_size;
    } else if(strncmp(name, ".rela.rodata", 12) == 0) {
      using_relas = 1;
      rodatarelaoff = shdr.sh_offset;
      rodatarelasize = shdr.sh_size;
    } else if(strncmp(name, ".rel.data", 9) == 0) {
      /* using elf32_rel instead of rela */
      using_relas = 0;
      datarelaoff = shdr.sh_offset;
      datarelasize = shdr.sh_size;
    } else if(strncmp(name, ".rela.data", 10) == 0) {
      using_relas = 1;
      datarelaoff = shdr.sh_offset;
      datarelasize = shdr.sh_size;
    } else if(strncmp(name, ".bss", 4) == 0) {
      bsssize = shdr.sh_size;
      bss.number = i;
      bss.offset = 0;
    }
 
    /* Move on to the next section header. */
    shdrptr += shdrsize;
  }
 
  if(symtabsize == 0) {
    return ELFLOADER_NO_SYMTAB;
  }
  if(strtabsize == 0) {
    return ELFLOADER_NO_STRTAB;
  }
  if(textsize == 0) {
    return ELFLOADER_NO_TEXT;
  }
 
  PRINTF("before allocate ram\n");
  bss.address = (char *)elfloader_arch_allocate_ram(bsssize + datasize);
  data.address = (char *)bss.address + bsssize;
  PRINTF("before allocate rom\n");
  text.address = (char *)elfloader_arch_allocate_rom(textsize + rodatasize);
  rodata.address = (char *)text.address + textsize;
  
 
  PRINTF("bss base address: bss.address = 0x%08x\n", bss.address);
  PRINTF("data base address: data.address = 0x%08x\n", data.address);
  PRINTF("text base address: text.address = 0x%08x\n", text.address);
  PRINTF("rodata base address: rodata.address = 0x%08x\n", rodata.address);
 
 
  /* If we have text segment relocations, we process them. */
  PRINTF("elfloader: relocate text\n");
  if(textrelasize > 0) {
        ret = relocate_section(fd,
               textrelaoff, textrelasize,
               textoff,
               text.address,
               strs,
               strtaboff,
               symtaboff, symtabsize, using_relas);
    if(ret != ELFLOADER_OK) {
      return ret;
    }
  }
 
  /* If we have any rodata segment relocations, we process them too. */
  PRINTF("elfloader: relocate rodata\n");
  if(rodatarelasize > 0) {
    ret = relocate_section(fd,
               rodatarelaoff, rodatarelasize,
               rodataoff,
               rodata.address,
               strs,
               strtaboff,
               symtaboff, symtabsize, using_relas);
    if(ret != ELFLOADER_OK) {
      PRINTF("elfloader: data failed\n");
      return ret;
    }
  }
 
  /* If we have any data segment relocations, we process them too. */
  PRINTF("elfloader: relocate data\n");
  if(datarelasize > 0) {
    ret = relocate_section(fd,
               datarelaoff, datarelasize,
               dataoff,
               data.address,
               strs,
               strtaboff,
               symtaboff, symtabsize, using_relas);
    if(ret != ELFLOADER_OK) {
      PRINTF("elfloader: data failed\n");
      return ret;
    }
  }
 
  /* Write text and rodata segment into flash and data segment into RAM. */
  elfloader_arch_write_rom(fd, textoff, textsize, text.address);
  elfloader_arch_write_rom(fd, rodataoff, rodatasize, rodata.address);
  
  memset(bss.address, 0, bsssize);
  seek_read(fd, dataoff, data.address, datasize);
 
  PRINTF("elfloader: autostart search\n");
  process = (struct process **) find_local_symbol(fd, "autostart_processes", symtaboff, symtabsize, strtaboff);
  if(process != NULL) {
    PRINTF("elfloader: autostart found\n");
    elfloader_autostart_processes = process;
    return ELFLOADER_OK;
  } else {
    PRINTF("elfloader: no autostart\n");
    process = (struct process **) find_program_processes(fd, symtaboff, symtabsize, strtaboff);
    if(process != NULL) {
      PRINTF("elfloader: FOUND PRG\n");
    }
    return ELFLOADER_NO_STARTPOINT;
  }
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/