第38章 MDK的编译过程及文件类型全解

38.1编译过程
38.1.1编译过程简介
首先简单了解下MDK的编译过程，它与其它编译器的工作过程是类似的，该过程图例如下：

【编译】MDK软件使用的编译器是armcc和armasm，它们根据每个c/c++和汇编源文件编译成对应的以“.o”为后缀名的对象文件(Object Code，也称目标文件)，其内容主要是从源文件编译得到的机器码，包含了代码、数据以及调试使用的信息；
【 链接】链接器armlink把各个.o文件及库文件链接成一个映像文件“.axf”或“.elf”；
【格式转换】一般来说Windows或Linux系统使用链接器直接生成可执行映像文件elf后，内核根据该文件的信息加载后，就可以运行程序了.但在单片机平台上，需要把该文件的内容加载到芯片上，所以还需要对链接器生成的elf映像文件利用格式转换器fromelf转换成“.bin”或“.hex”文件，交给下载器下载到芯片的FLASH中。
38.1.2具体工程中的编译过程

构建工程的提示输出主要分6个部分，说明如下：
1.提示信息的第一部分说明构建过程调用的编译器。图中的编译器名字是“V5.06(build 20)”，后面附带了该编译器所在的文件夹。在电脑上打开该路径，可看到该编译器包含下图中的各个编译工具，如armar、armasm、armcc、armlink及fromelf，其中前面没有提到的armar是用于把.o文件打包成lib文件的。
2.使用armasm编译汇编文件。图中列出了编译startup启动文件时的提示，编译后每个汇编源文件都对应有一个独立的.o文件。
3.使用armcc编译c/c++文件。图中列出了工程中所有的c/c++文件的提示，同样地，编译后每个c/c++源文件都对应有一个独立的.o文件。
4.使用armlink链接对象文件，根据程序的调用把各个.o文件的内容链接起来，最后生成程序的axf映像文件，并附带程序各个域大小的说明，包括Code、RO-data、RW-data及ZI-data的大小。
5.使用fromelf生成下载格式文件，它根据axf映像文件转化成hex文件，并列出编译过程出现的错误(Error)和警告(Warning)数量。
6.最后一段提示给出了整个构建过程消耗的时间。
构建完成后，可在工程的“Output”及“Listing”目录下找到由以上过程生成的各种文件，如下图：

可以看到，每个C源文件都对应生成了.o、.d及.crf后缀的文件，还有一些额外的.dep、.hex、.axf、.htm、.lnp、.sct、.lst及.map文件。
38.2程序的组成、存储、运行
38.2.1CODE、RO、RW、ZI Data域及堆栈空间
在工程的编译提示输出信息中有一个语句“Program Size：Code=xx RO-data=xx RW-data=xx ZI-data=xx”，它说明了程序各个域的大小，编译后，应用程序中所有具有同一性质的数据(包括代码)被归到一个域，程序在存储或运行的时候，不同的域会呈现不同的状态，这些域的意义如下：
【Code】即代码域，它指的是编译器生成的机器指令，这些内容被存储到Flash区。
【RO-data】Read Only data，即只读数据域，它指程序中用到的只读数据，这些数据被存储在Flash区，因而程序不能修改其内容。例如C语言中const关键字定义的变量就是典型的RO-data。
【RW-data】Read Write data，即可读写数据域，它指初始化为“非0值”的可读写数据，程序刚运行时，这些数据具有非0的初始值，且运行的时候它们会常驻在SRAM区，因而应用程序可以修改其内容。例如C语言中使用定义的全局变量，且定义时赋予“非0值”给该变量进行初始化。
【ZI-data】Zero Initialie data，即0初始化数据，它指初始化为“0值”的可读写数据域，它与RW-data的区别是程序刚运行时这些数据初始值全都为0，而后续运行过程与RW-data的性质一样，它们也常驻在SRAM区，因而应用程序可以更改其内容。例如C语言中使用定义的全局变量，且定义时赋予“0值”给该变量进行初始化(若定义该变量时没有赋予初始值，编译器会把它当ZI-data来对待，初始化为0)；
ZI-data的栈空间(Stack)及堆空间(Heap)：在C语言中，函数内部定义的局部变量属于栈空间，进入函数的时候从向栈空间申请内存给局部变量，退出时释放局部变量，归还内存空间。而使用malloc动态分配的变量属于堆空间。在程序中的栈空间和堆空间都是属于ZI-data区域的，这些空间都会被初始值化为0值。编译器给出的ZI-data占用的空间值中包含了堆栈的大小(经实际测试，若程序中完全没有使用malloc动态申请堆空间，编译器会优化，不把堆空间计算在内)。
综上所述，以程序的组成构件为例，它们所属的区域类别如下表：

38.2.2程序的存储与运行

RW-data和ZI-data它们仅仅是初始值不一样而已，为什么编译器非要把它们区分开？这就涉及到程序的存储状态了，应用程序具有静止状态和运行状态。
静止态的程序被存储在非易失存储器中，如STM32的内部FLASH，因而系统掉电后也能正常保存。
但是当程序在运行状态的时候，程序常常需要修改一些暂存数据，由于运行速度的要求，这些数据往往存放在内存中(SRAM)，掉电后这些数据会丢失。
程序在静止与运行的时候它在存储器中的表现是不一样的，如下图：

图中的左侧是应用程序的存储状态，右侧是运行状态，而上方是RAM存储器区域，下方是ROM存储器区域（Flash）。
程序在存储状态时，RO节(RO section)及RW节都被保存在Flash区。当程序开始运行时，内核直接从Flash中读取代码，并且在执行主体代码前，会先执行一段加载代码，它把RW节数据从Flash复制到SRAM， 并且在SRAM加入ZI节，ZI节的数据都被初始化为0。加载完后SRAM区准备完毕，正式开始执行主体程序。
编译生成的RW-data的数据属于图中的RW节，ZI-data的数据属于图中的ZI节。是否需要掉电保存，这就是把RW-data与ZI-data区别开来的原因，因为在SRAM创建数据的时候，默认值为0，但如果有的数据要求初值非0，那就需要使用Flash记录该初始值，运行时再复制到SRAM。
STM32的RO区域不需要加载到SRAM，内核直接从FLASH读取指令运行。计算机系统的应用程序运行过程很类似，不过计算机系统的程序在存储状态时位于硬盘，执行的时候甚至会把上述的RO区域(代码、只读数据)加载到内存，加快运行速度，还有虚拟内存管理单元(MMU)辅助加载数据，使得可以运行比物理内存还大的应用程序。而STM32没有MMU，所以无法支持Linux和Windows系统。
当程序存储到STM32芯片的内部FLASH时，它占用的空间是Code、RO-data及RW-data的总和，所以如果这些内容比STM32芯片的FLASH空间大，程序就无法被正常保存了。当程序在执行的时候，需要占用内部SRAM空间，占用的空间包括RW-data和ZI-data。
应用程序在各个状态时各区域的组成如下表：

在MDK中，我们建立的工程一般会选择芯片型号，选择后就有确定的FLASH及SRAM大小，若代码超出了芯片的存储器的极限，编译器会提示错误，这时就需要裁剪程序了，裁剪时可针对超出的区域来优化。
38.3编译工具链
在前面编译过程中，MDK调用了各种编译工具，平时我们直接配置MDK，不需要学习如何使用它们，但了解它们是非常有好处的。
例如，若希望使用MDK编译生成bin文件的，需要在MDK中输入指令控制fromelf工具；在本章后面讲解AXF及O文件的时候，需要利用fromelf工具查看其文件信息，这都是无法直接通过MDK做到的。
关于这些工具链的说明，在MDK的帮助手册《ARM Development Tools》都有详细讲解，点击MDK界面的“help->uVision Help”菜单可打开该文件。
38.3.1设置环境变量
调用这些编译工具，需要用到Windows的“命令行提示符工具”，为了让命令行方便地找到这些工具，我们先把工具链的目录添加到系统的环境变量中。
查看本机工具链所在的具体目录可根据上一小节讲解的工程编译提示输出信息中找到，如本机的路径为E:\Keil_v5\ARM\ARMCC\bin。
1. 添加路径到PATH环境变量
（1）右键电脑系统的“计算机图标”，在弹出的菜单中选择“属性”。
（2）在弹出的属性页面依次点击“高级系统设置”->“环境变量”，在用户变量一栏中找到名为“PATH”的变量，若没有该变量，则新建一个。编辑“PATH”变量，在它的变量值中输入工具链的路径，如本机的是“E:\Keil_v5\ARM\ARMCC\bin”，注意要使用“分号;”让它与其它路径分隔开，输入完毕后依次点确定。

（3）打开Windows的命令行，点击系统的“开始菜单”，在搜索框输入“cmd”，在搜索结果中点击“cmd.exe”即可打开命令行。
（4）在弹出的命令行窗口中输入“fromelf”回车，若窗口打印出formelf的帮助说明，那么路径正常，就可以开始后面的工作了；若提示“不是内部名外部命令，也不是可运行的程序…”信息，说明路径不对，请重新配置环境变量，并确认该工作目录下有编译工具链。
这个添加环境变量的过程本质就是让命令行通过“PATH”路径找到“fromelf.exe”程序运行，默认运行“fromelf.exe”时它会输出自己的帮助信息，这就是工具链的调用过程，MDK本质上也是如此调用工具链的，只是它集成为GUI，相对于命令行对用户更友好，毕竟上述配置环境变量的过程已经让新手烦躁了。
38.3.2armcc、armasm及armlink
接下来我们看看各个工具链的具体用法，主要以armcc为例。
1. armcc
armcc用于把c/c++文件编译成ARM指令代码，编译后会输出ELF格式的O文件(对象、目标文件)，在命令行中输入“armcc”回车可调用该工具，它会打印帮助说明：

帮助提示中分三部分，第一部分是armcc版本信息，第二部分是命令的用法，第三部分是主要命令选项。
根据命令用法： armcc [options] file1 file2 … filen ，
在[option]位置可输入下面的“–arm”、“–cpu list”选项，若选项带文件输入，则把文件名填充在file1 file2…的位置，这些文件一般是c/c++文件。
例如根据它的帮助说明，“–cpu list”可列出编译器支持的所有cpu，我们在命令行中输入“armcc --cpu list”，可查看cpu列表。

打开MDK的Options for Targe->c/c++菜单，可看到MDK对编译器的控制命令。

从该图中的命令可看到，它调用了-c、-cpu –D –g –O1等编译选项，当我们修改MDK的编译配置时，可看到该控制命令也会有相应的变化。然而我们无法在该编译选项框中输入命令，只能通过MDK提供的选项修改。
了解这些，我们就可以查询具体的MDK编译选项的具体信息了，如c/c++选项中的“Optimization：Leve 1（-O1）”是什么功能呢？首先可了解到它是“-O”命令，命令后还带个数字，查看MDK的帮助手册，在armcc编译器说明章节，可详细了解。

利用MDK，我们一般不需要自己调用armcc工具，但经过这样的过程就会对MDK有更深入的认识，面对它的各种编译选项，就不会那么头疼了。
2.armlink
armlink是链接器，它把各个O文件链接组合在一起生成ELF格式的AXF文件，AXF文件是可执行的，下载器把该文件中的指令代码下载到芯片后，该芯片就能运行程序了；利用armlink还可以控制程序存储到指定的ROM或RAM地址。在MDK中可在“Option for Target->Linker”页面配置armlink选项：

链接器默认是根据芯片类型的存储器分布来生成程序的，该存储器分布被记录在工程里的sct后缀的文件中，有特殊需要的话可自行编辑该文件，改变链接器的链接方式。
38.3.3armar、fromelf及用户指令
armar工具用于把工程打包成库文件，fromelf可根据axf文件生成hex、 bin文件，hex和bin文件是大多数下载器支持的下载文件格式。
在MDK中，针对armar和fromelf工具的选项几乎没有，仅集成了生成HEX或Lib的选项。

例如如果想利用fromelf生成bin文件，可以在MDK的“Option for Target->User”页中添加调用fromelf的指令：

在User配置页面中，提供了三种类型的用户指令输入框，在不同组的框输入指令，可控制指令的执行时间，分别是编译前(Before Compile c/c++ file)、构建前(Before Build/Rebuild)及构建后(After Build/Rebuild)执行。这些指令并没有限制必须是arm的编译工具链，例如如果自己编写了python脚本，也可以在这里输入用户指令执行该脚本。
图中的生成bin文件指令调用了fromelf工具，紧跟后面的是工具的选项及输出文件名、输入文件名。由于fromelf是根据axf文件生成bin的，而axf文件又是构建(build)工程后才生成，所以我们把该指令放到“After Build/Rebuild”一栏。
【新建一个工具链演示文件夹】
执行fromelf --bin --output 流水灯.bin 流水灯.axf，可在该文件夹下得到一个bin文件；
执行fromelf --i32 --output 流水灯.hex 流水灯.axf，可在该文件夹下得到一个hex文件;
【在output文件夹下get一个bin文件】
DOS窗口中输入：
fromelf --bin --output …\Output\流水灯.bin …\Output\流水灯.axf
或

38.4MDK工程的文件类型
除了上述编译过程生成的文件，MDK工程中还包含了各种各样的文件，下面我们统一介绍，MDK工程的常见文件类型如下表：


.axf可理解为windos下的.exe
这些文件主要分为MDK相关文件、源文件以及编译、链接器生成的文件。我们以“多彩流水灯”工程为例讲解各种文件的功能。
38.4.1uvprojx、uvoptx、uvguix及ini工程文件
在工程的“Project”目录下主要是MDK工程相关的文件：

1.uvprojx文件
uvprojx文件就是我们平时双击打开的工程文件，它记录了整个工程的结构，如芯片类型、工程包含了哪些源文件等内容：

2.uvoptx文件
uvoptx文件记录了工程的配置选项，如下载器的类型、变量跟踪配置、断点位置以及当前已打开的文件等等：

3. uvguix文件
uvguix文件记录了MDK软件的GUI布局，如代码编辑区窗口的大小、编译输出提示窗口的位置等等。

uvprojx、uvoptx及uvguix都是使用XML格式记录的文件，若使用记事本打开可以看到XML代码。而当使用MDK软件打开时，它根据这些文件的XML记录加载工程的各种参数，使得我们每次重新打开工程时，都能恢复上一次的工作环境。

这些工程参数都是当MDK正常退出时才会被写入保存，所以若MDK错误退出时(如使用Windows的任务管理器强制关闭)，工程配置参数的最新更改是不会被记录的，重新打开工程时要再次配置。
根据这几个文件的记录类型，可以知道uvprojx文件是最重要的，删掉它我们就无法再正常打开工程了，而uvoptx及uvguix文件并不是必须的，可以删除，重新使用MDK打开uvprojx工程文件后，会以默认参数重新创建uvoptx及uvguix文件。(所以当使用Git/SVN等代码管理的时候，往往只保留uvprojx文件)
38.4.2源文件
源文件是工程中我们最熟悉的内容了，它们就是我们编写的各种源代码，MDK支持c、cpp、h、s、inc类型的源代码文件，其中c、cpp分别是c/c++语言的源代码，h是它们的头文件，s是汇编文件，inc是汇编文件的头文件，可使用“$include”语法包含。编译器根据工程中的源文件最终生成机器码。
38.4.3Output目录下生成的文件
点击MDK中的编译按钮，它会根据工程的配置及工程中的源文件输出各种对象和列表文件，在工程的“Options for Targe->Output->Select Folder for Objects”和“Options for Targe->Listing->Select Folder for Listings”选项配置它们的输出路径：


1. lib库文件
在某些场合下可能不希望提供给第三方一个可用的代码库，但不希望对方看到源码，这个时候我们就可以把工程生成lib文件(Library file)提供给对方，在MDK中可配置“Options for Target->Create Library”选项把工程编译成库文件：

工程中生成可执行文件或库文件只能二选一，默认编译是生成可执行文件的，可执行文件即我们下载到芯片上直接运行的机器码。
得到生成的*.lib文件后，可把它像C文件一样添加到其它工程中，并在该工程调用lib提供的函数接口，除了不能看到*.lib文件的源码，在应用方面它跟C源文件没有区别。
2.dep、d依赖文件
.dep和.d文件(Dependency file)记录的是工程或其它文件的依赖，主要记录了引用的头文件路径，其中*.dep是整个工程的依赖，它以工程名命名，而*.d是单个源文件的依赖，它们以对应的源文件名命名。这些记录使用文本格式存储，我们可直接使用记事本打开：


3.crf交叉引用文件
.crf是交叉引用文件(Cross-Reference file)，它主要包含了浏览信息(browse information)，即源代码中的宏定义、变量及函数的定义和声明的位置。
我们在代码编辑器中点击“Go To Definition Of ‘xxxx’”可实现浏览跳转，跳转的时候，MDK就是通过.crf文件查找出跳转位置的。

通过配置MDK中的“Option for Target->Output->Browse Information”选项可以设置编译时是否生成浏览信息，只有勾选该选项并编译后，才能实现上面的浏览跳转功能。

4. o、axf及elf文件
.o、.elf、.axf、.bin及*.hex文件都存储了编译器根据源代码生成的机器码，根据应用场合的不同，它们又有所区别。
（1）ELF文件说明
.o、.elf、.axf以及前面提到的lib文件都是属于目标文件，它们都是使用ELF格式来存储的，关于ELF格式的详细内容请参考配套资料里的《ELF文件格式》文档了解，它讲解的是Linux下的ELF格式，与MDK使用的格式有小区别，但大致相同。
ELF是Executable and Linking Format的缩写，译为可执行链接格式，该格式用于记录目标文件的内容。在Linux及Windows系统下都有使用该格式的文件(或类似格式)用于记录应用程序的内容，告诉操作系统如何链接、加载及执行该应用程序。
elf文件主要有如下三种类型：
A可重定位的文件(Relocatable File)，包含基础代码和数据，但它的代码及数据都没有指定绝对地址，因此它适合于与其他目标文件链接来创建可执行文件或者共享目标文件。 这种文件一般由编译器根据源代码生成。
例如MDK的armcc和armasm生成的.o文件就是这一类，另外还有Linux的*.o 文件，Windows的 .obj文件。
B 可执行文件(Executable File) ，它包含适合于执行的程序，它内部组织的代码数据都有固定的地址(或相对于基地址的偏移)，系统可根据这些地址信息把程序加载到内存执行。这种文件一般由链接器根据可重定位文件链接而成，它主要是组织各个可重定位文件，给它们的代码及数据一一打上地址标号，固定其在程序内部的位置，链接后，程序内部各种代码及数据段不可再重定位(即不能再参与链接器的链接)。
例如MDK的armlink生成的.elf及*.axf文件，(使用gcc编译工具可生成*.elf文件，用armlink生成的是*.axf文件，.axf文件在.elf之外，增加了调试使用的信息，其余区别不大，后面我们仅讲解*.axf文件)，另外还有Linux的/bin/bash文件，Windows的*.exe文件。
C共享目标文件(Shared Object File)， 它的定义比较难理解，我们直接举例。
MDK生成的*.lib文件就属于共享目标文件，它可以继续参与链接，加入到可执行文件之中。另外，Linux的.so，如/lib/ glibc-2.5.so，Windows的DLL都属于这一类。
（2）o文件与axf文件的关系
根据上面的分类，我们了解到，.axf文件是由多个.o文件链接而成的，而*.o文件由相应的源文件编译而成，一个源文件对应一个*.o文件。它们的关系如下：

图中的中间代表的是armlink链接器，在它的右侧是输入链接器的*.o文件，左侧是它输出的axf文件。
可以看到，由于都使用ELF文件格式，.o与*.axf文件的结构是类似的，它们包含ELF文件头、程序头、节区(section)以及节区头部表。各个部分的功能说明如下：
AELF文件头用来描述整个文件的组织，例如数据的大小端格式，程序头、节区头在文件中的位置等。
B程序头告诉系统如何加载程序，例如程序主体存储在本文件的哪个位置，程序的大小，程序要加载到内存什么地址等等。MDK的可重定位文件*.o不包含这部分内容，因为它还不是可执行文件，而armlink输出的*.axf文件就包含该内容了。
C节区是*.o文件的独立数据区域，它包含提供给链接视图使用的大量信息，如指令(Code)、数据(RO、RW、ZI-data)、符号表(函数、变量名等)、重定位信息等，例如每个由C语言定义的函数在*.o文件中都会有一个独立的节区；
D存储在最后的节区头则包含了本文件节区的信息，如节区名称、大小等等。
总的来说，链接器把各个*.o文件的节区归类、排列，根据目标器件的情况编排地址生成输出，汇总到*.axf文件。例如：“多彩流水灯”工程中在“bsp_led.c”文件中有一个LED_GPIO_Config函数，而它内部调用了“stm32f10x_gpio.c”的GPIO_Init函数，经过armcc编译后，LED_GPIO_Config及GPIO_Iint函数都成了指令代码，分别存储在bsp_led.o及stm32f10x_gpio.o文件中，这些指令在*.o文件都没有指定地址，仅包含了内容、大小以及调用的链接信息，而经过链接器后，链接器给它们都分配了特定的地址，并且把地址根据调用指向链接起来。

（3）elf文件头
接下来可以看看具体文件的内容，使用fromelf文件可以查看*.o、.axf及.lib文件的ELF信息。
使用命令行，切换到文件所在的目录（工具链演示文件夹），输入“fromelf –text –v bsp_led.o”命令，可控制输出bsp_led.o的详细信息，利用“-c、-z”等选项还可输出反汇编指令文件、代码及数据文件等信息，可亲手尝试一下。

为了便于阅读，使用fromelf指令生成了“多彩流水灯.axf”、“bsp_led”及“多彩流水灯.lib”的ELF信息，并已把这些信息保存在独立的文件中，在“elf信息输出”文件夹下可查看：

fromelf --text -v bsp_led.o > bsp_led_o_information.txt//生成文件到盘
直接打开“elf信息输出”目录下的bsp_led_o_elfInfo_v.txt文件，可看到如下内容：

值得一提的是在这个*.o文件中，它的ELF文件头中告诉我们它的程序头(Program header)大小为“0 bytes”，且程序头所在的文件位置偏移也为“0”，这说明它是没有程序头的。
（4）程序头
接下来打开“多彩流水灯_axf_elfInfo_v.txt”文件，查看工程的*.axf文件的详细信息：


对比之下，可发现*.axf文件的ELF文件头对程序头的大小说明为非0值，且给出了它在文件的偏移地址，在输出信息之中，包含了程序头的详细信息。可看到，程序头的“Physical Addr”描述了本程序要加载到的内存地址“0x0800 0000”，正好是STM32内部FLASH的首地址；“size in file”描述了本程序占据的空间大小为“3176 bytes”，它正是程序烧录到FLASH中需要占据的空间。
(5)节区头
在ELF的原文件中，紧接着程序头的一般是节区的主体信息，在节区主体信息之后是描述节区主体信息的节区头，先来看看节区头中的信息了解概况。通过对比*.o文件及*.axf文件的节区头部信息，可以清楚地看出这两种文件的区别。

这个节区头描述的是该函数被编译后的节区信息，其中包含了节区的类型(指令类型SHT_PROGBITS)、节区应存储到的地址(0x00000000)、它主体信息在文件位置中的偏移(52)以及节区的大小(96 bytes)。
由于*.o文件是可重定位文件，所以它的地址并没有被分配，是0x00000000（假如文件中还有其它函数，该函数生成的节区中，对应的地址描述也都是0）。当链接器链接时，根据这个节区头信息，在文件中找到它的主体内容，并根据它的类型，把它加入到主程序中，并分配实际地址，链接后生成的*.axf文件，再来看看它的内容：


在*.axf文件中，主要包含了两个节区，一个名为ER_IROM1，一个名为RW_IRAM1，这些节区头信息中除了具有*.o文件中节区头描述的节区类型、文件位置偏移、大小之外，更重要的是它们都有具体的地址描述，其中 ER_IROM1的地址为0x08000000，而RW_IRAM1的地址为0x20000000，它们正好是STM32内部FLASH及SRAM的首地址，对应节区的大小就是程序需要占用FLASH及SRAM空间的实际大小。
也就是说，经过链接器后，它生成的*.axf文件已经汇总了其它*.o文件的所有内容，生成的ER_IROM1节区内容可直接写入到STM32内部FLASH的具体位置。例如，前面*.o文件中的i.LED_GPIO_Config节区已经被加入到*.axf文件的ER_IROM1节区的某地址。
（6）节区主体及反汇编代码
使用fromelf的-c选项可以查看部分节区的主体信息，对于指令节区，可根据其内容查看相应的反汇编代码，打开“bsp_led_o_elfInfo_c.txt”文件可查看这些信息：

可看到，由于这是*.o文件，它的节区地址还是没有分配的，基地址为0x00000000，接着在LED_GPIO_Config标号之后，列出了一个表，表中包含了地址偏移、相应地址中的内容以及根据内容反汇编得到的指令。细看汇编指令，还可看到它包含了跳转到RCC_APB2PeriphClockCmd及GPIO_Init标号的语句，而且这两个跳转语句原来的内容都是“f7fffffe”，这是因为还*.o文件中并没有RCC_APB2PeriphClockCmd及GPIO_Init标号的具体地址索引，在*.axf文件中，这是不一样的。
接下来我们打开“多彩流水灯_axf_elfInfo_c.txt”文件，查看*.axf文件中，ER_IROM1节区中对应LED_GPIO_Config的内容：

可看到，除了基地址以及跳转地址不同之外，LED_GPIO_Config中的内容跟*.o文件中的一样。另外，由于*.o是独立的文件，而*.axf是整个工程汇总的文件，所以在*.axf中包含了所有调用到*.o文件节区的内容。例如，在“bsp_led_o_elfInfo_c.txt”(bsp_led.o文件的反汇编信息)中不包含RCC_APB2PeriphClockCmd及GPIO_Init的内容，而在“流水灯_axf_elfInfo_c.txt” (流水灯.axf文件的反汇编信息)中则可找到它们的具体信息，且它们也有具体的地址空间。
在*.axf文件中，跳转到RCC_APB2PeriphClockCmd及GPIO_Init标号的这两个指令后都有注释，分别是“; 0x8000980”及“; 0x8000408”，它们是这两个标号所在的具体地址，而且这两个跳转语句的跟*.o中的也有区别，内容分别为“f7fffefd”及“f7fffc34”(.o中的均为f7fffffe)。这就是链接器链接的含义，它把不同.o中的内容链接起来了。
（7）分散加载代码
学习至此，还有一个疑问，前面提到程序有存储态及运行态，它们之间应有一个转化过程，把存储在FLASH中的RW-data数据拷贝至SRAM。然而我们的工程中并没有编写这样的代码，在汇编文件中也查不到该过程，芯片是如何知道FLASH的哪些数据应拷贝到SRAM的哪些区域呢？
通过查看“多彩流水灯_axf_elfInfo_c.txt”的反汇编信息，了解到程序中具有一段名为“__scatterload”的分散加载代码，它是由armlink链接器自动生成的。

这段分散加载代码包含了拷贝过程(LDM复制指令)，而LDM指令的操作数中包含了加载的源地址，这些地址中包含了内部FLASH存储的RW-data数据。而 “__scatterload ”的代码会被“__main”函数调用，__main在启动文件中的“Reset_Handler”会被调用，因而，在主体程序执行前，已经完成了分散加载过程。

5.hex文件及bin文件
若编译过程无误，即可把工程生成前面对应的*.axf文件，而在MDK中使用下载器(DAP/JLINK/ULINK等)下载程序或仿真的时候，MDK调用的就是*.axf文件，它解释该文件，然后控制下载器把*.axf中的代码内容下载到STM32芯片对应的存储空间，然后复位后芯片就开始执行代码了。
然而，脱离了MDK或IAR等工具，下载器就无法直接使用*.axf文件下载代码了，它们一般仅支持hex和bin格式的代码数据文件。默认情况下MDK都不会生成hex及bin文件，需要配置工程选项或使用fromelf命令。
（1）生成hex文件
（2）生成bin文件
使用MDK生成bin文件需要使用fromelf命令，在MDK的“Options For Target->Users”中加入命令：“fromelf --bin --output …\Output\多彩流水灯.bin …\Output\多彩流水灯.axf”
该指令是根据本机及工程的配置而写的，在不同的系统环境或不同的工程中，指令内容都不一样，需要理解它，才能为自己的工程定制指令，首先看看fromelf的帮助：
fromelf需要根据工程的*.axf文件输入来转换得到bin文件，所以在命令的输入文件参数中要选择本工程对应的*.axf文件，在MDK命令输入栏中，我们把fromelf指令放置在“After Build/Rebuild”(工程构建完成后执行)一栏也是基于这个考虑，这样设置后，工程构建完成生成了最新的*.axf文件，MDK再执行fromelf指令，从而得到最新的bin文件。
设置完成生成hex的选项或添加了生成bin的用户指令后，点击工程的编译(build)按钮，重新编译工程，成功后可看到如下输出，打开相应的目录即可找到文件。

（3）hex文件格式
hex是Intel公司制定的一种使用ASCII文本记录机器码或常量数据的文件格式，这种文件常常用来记录将要存储到ROM中的数据，绝大多数下载器支持该格式。
一个hex文件由多条记录组成，而每条记录由五个部分组成，格式形“:llaaaatt[dd…]cc”，例如本“多彩流水灯”工程生成的hex文件前几条记录：

记录的各个部分介绍如下：
“:” ：每条记录的开头都使用冒号来表示一条记录的开始；
ll ：以16进制数表示这条记录的主体数据区的长度(即后面[dd…]的长度)；
aaaa:表示这条记录中的内容应存放到FLASH中的起始地址；
tt：表示这条记录的类型，它包含的各种类型如下；

dd：表示一个字节的数据，一条记录中可以有多个字节数据，ll区表示了它有多少个字节的数据；
cc：表示本条记录的校验和，它是前面所有16进制数据 (除冒号外，两个为一组)的和对256取模运算的结果的补码。

02：表示这条记录数据区的长度为2字节；
0000：表示这条记录要存储到的地址；
04：表示这是一条扩展线性地址记录；
0800：由于这是一条扩展线性地址记录，所以这部分表示地址的高16位，与前面的“0000”结合在一起，表示要扩展的线性地址为“0x0800 0000”，这正好是STM32内部FLASH的首地址；
F2：表示校验和，它的值为(0x02+0x00+0x00+0x04+0x08+0x00)%256的值再取补码。

（4）hex、bin及axf文件的区别与联系
bin、hex及axf文件都包含了指令代码，但它们的信息丰富程度是不一样的。
bin文件是最直接的代码映像，它记录的内容就是要存储到FLASH的二进制数据(机器码本质上就是二进制数据)，在FLASH中是什么形式它就是什么形式，没有任何辅助信息，包括大小端格式也没有，因此下载器需要有针对芯片FLASH平台的辅助文件才能正常下载(一般下载器程序会有匹配的这些信息)；
hex文件是一种使用十六进制符号表示的代码记录，记录了代码应该存储到FLASH的哪个地址，下载器可以根据这些信息辅助下载；
axf文件在前文已经解释，它不仅包含代码数据，还包含了工程的各种信息，因此它也是三个文件中最大的
6.htm静态调用图文件
在Output目录下，有一个以工程文件命名的后缀为*.bulid_log.htm及*.htm文件，如“多彩流水灯.bulid_log.htm”及“多彩流水灯.htm”，它们都可以使用浏览器打开。其*.build_log.htm是工程的构建过程日志，而*.htm是链接器生成的静态调用图文件。
在静态调用图文件中包含了整个工程各种函数之间互相调用的关系图，而且它还给出了静态占用最深的栈空间数量以及它对应的调用关系链。