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最近看到好多嵌入式操作系统都具有动态加载的相关功能，如Threadx和RT-Thread的moudle功能，但这些功能都与自身系统耦合很严重，大部分都要依赖于自己的工具链。考虑到MDK5使用的人最多，因此决定采用MDK5的相关工具链实现一个方便移植的动态加载实现。本程序中elf文件解析部分参照了RT-Thread的Moudle实现。实现过程中查阅了很多的资料，中间也遇到了蛮多的问题，索性最后都解决了 。非常感谢硬汉大哥的文档教程，在里面学到了很多东西，本帖也算是我对论坛的一点点回馈，希望能帮助到有需要的人，相关代码与工程我都会放到附件中，供大家参考。
1.什么是动态加载？
按照程序的加载方式进行分类，可以分为静态加载和动态加载。静态加载是指所以程序代码都在编译期予以确定，所有程序都需要存储在ROM中，程序尺寸受限于flash的尺寸，运行速度较快，无需预加载。动态加载是在编译期间，依靠函数或者其他手段，从其他的存储介质中将程序加载ram中运行，与静态加载相比更加灵活，可以很方便的进行程序升级，可以把暂时不需要使用的库释放掉，在需要使用的时候在将其加载到内存中，程序尺寸可以做的很大，可以很方便的实现APP程序。
2.程序功能介绍
本程序实现的是在STM32中实现程序的动态加载，使用起来与windows的dll类似。程序使用dl_load_lib加载相应的库文件到句柄中，加载成功后可使用dl_get_func，通过函数名获得相应函数指针，在不需要使用时可使用dl_destroy_lib对句柄进行释放。
3.程序使用平台介绍
本程序使用软件平台位MDK5的V6编译器，语法标准采用C99，移植了FATFS作为文件系统，使用楼主自己编写的内存管理函数进行动态内存的管理，硬件平台位STM32H743。
相关帖子：论坛首发，内存管理算法，支持malloc,realloc,align_alloc，配有内存碎片合并算法（v1.2)
https://www.armbbs.cn/forum.php? ... 6&fromuid=24016
(出处: 硬汉嵌入式论坛)
4.实现原理简介
实现STM32动态加载的问题主要有以下几个：
问题1：被动态加载的APP程序中，程序的基地址是伴随着动态内存变化的，这样就会产生重定位问题，APP中定义数据的地址也会随着程序基地址的改变而改变，如何将这种改变正确的传入到APP程序中？
解决方案：在我们编程时，编译输出的文件都有一种共同的文件格式：elf文件格式，elf文件格式有很多，其中有的elf文件中，携带了便于实现动态加载的相关信息，可以将重定位操作对代码的影响位置与影响方式以表格的形式表示，Windows，Linux也都是使用这种elf文件实现程序动态加载的。通过对这种特殊的elf文件进行解析，即可实现APP代码的相关数据的重定位。
问题2：如何生成这样特殊的elf文件呢？
解决方案：本程序使用的MDK5的V6编译器，利用了armlink中的BPABI中basic_platform特性，实现了这种特殊的elf文件生成。
问题3：主体程序是通过什么方式调用APP程序呢？
解决方案：主程序调用APP的程序有两种方法，第一种是直接通过APP的程序入口点进行调用，用于简单调用的情况，每个APP程序的程序入口点为APP程序中的dl_main函数，可以直接通过主体函数dl_get_entry获得APP程序入口点dl_main的函数指针，进而进行调用。第二种是通过函数名进行调用，使用dl_get_func，以函数名的方式在动态链接表中寻找对应的函数指针，进而进行调用。注意：当且仅当APP中定义的函数被DLL_EXPORT修饰时，此函数名才会出现在动态链接表中，才能被主题程序调用。
问题4：APP程序如何调用主体程序的部分函数？
解决方案：在主体程序与APP程序间，约定一个固定地址的程序向量表，主体程序把相关函数指针填入到向量表中，APP程序通过查表获取主体程序的函数指针，进而进行调用。
5.程序源码相关文件介绍
主体程序包含头文件dl_lib.h，.c文件全部加入到工程中即可使用。APP程序编写可以参照附件中的模板工程（源码有点多，有需要在介绍）
APP_Elf_Generate.zip
(21.54 KB, 下载次数: 420)
HOST_Elf_parsing.zip
(12.81 KB, 下载次数: 398)
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发表于 2021-12-5 02:10:49
楼主
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发表于 2021-12-5 08:26:33
