GNU Linker Script（.lds文件）的学习

资料来自于：(GNU Tools for ARM Embedded Processors 6-2017-q1-update)
Version 2.27.90

一、定义和作用：
Linker script是一个连接脚本，其主要目的在于描述输入文件的sections应该怎么映射到输出文件，并且控制输出文件的存储空间布局。

二、用法：
连接器总是要用到一个连接脚本，如果自己没定义的话，连接器将用一个默认的脚本（该脚本已经被编译进了可执行的连接器）。

三、关于连接脚本的一些概念
object file相关：
1、连接器将若干个输入文件组合成一个输出文件，这个输出文件和每个输入文件都遵循同一种数据格式，即object file目标文件格式，每个文件都被称为目标文件，而输出文件也常被称为可执行的目标文件。

section相关：
2、每个目标文件都有一系列的sections，输入文件中的section称为输入section，输出文件同理。目标文件中的每个section都有一个名字和一个大小值。大多数section还有一个关联的数据块（block of data），被称为段内容。
3、一个section也许会被标记为可加载的，意思是当可执行文件运行时这个section的段内容应该被加载到存储空间中。一个没有段内容的section也许是可分配的，意思是存储空间中这块区域应该被留出，但这里不加载任何内容（有时这块区域必须被置位0）。一个即不是可加载的也不是可分配的section，通常包含某种调试信息。
4、每个可加载或者可分配的输出section都有两个地址：一个是VMA虚拟内存地址，这是可执行文件运行时，section得到的地址，即执行地址。另一个是LMA加载存储地址，section将被加载到这个地址。在大多数情况下两个地址是相同的。一个不相同的例子是：当数据section被加载进ROM，然后当程序启动时被拷贝到RAM时，在这里ROM地址就是LMA，而RAM地址就是VMA。
5、可以用objdump程序的“-h”选项查看一个目标文件中的section。

symbols相关：
6、每个目标文件也有一系列的symbols，称为符号表（symbol table）。一个符号可以是已定义或未定义。每个符号都有一个名字，每个已定义的符号都有一个地址。假如把一个C或C++程序编译成目标文件，每一个已定义的函数、全局变量、静态变量都将获得一个已定义的符号。每一个输入函数涉及到的未定义函数、全局变量都将变成一个未定义的符号。
7、可以用nm程序来查看目标文件的符号，或者通过objdump程序的“-t”选项。

四、连接脚本的格式
连接脚本是一个txt文件。连接脚本由一系列命令组成，每个命令都是一个关键字，可能紧随其后的是参数，或者赋值符号。可用“;”来分隔命令，空格通常被忽略。
1、文件名、格式名这样的字符串可以直接输入。假如文件名含有标点符号如逗号（逗号本来是用来分隔文件名的）那么需要将这个文件名用双引号括起来。所以文件名中不能出现双引号。
2、连接脚本中的注释可以用/**/，就像C语言中的注释一样。

五、简单的连接脚本示例
最简单的连接脚本只有一个命令“SECTIONS”。使用该命令来描述输出文件的存储空间布局。
该命令是一个很强大的指令，这里我们来举一个简单的例子，假设你的程序只由代码、初始化的数据、未初始化的数据构成。这些数据分别在“.text”，“.data”，“.bss”段中，再假设你的输入文件中只有这几个段。
举个例子，比如代码从0x10000地址被加载，数据从地址0x8000000地址开始，下面是连接脚本：

SECTIONS
{
. = 0x10000;
.text : { *(.text) }
. = 0x8000000;
.data : { *(.data) }
.bss : { *(.bss) }
}

这个SECTIONS是一个关键字，后面跟着的是一系列的符号赋值，大括号里面是输出段的描述。

“SECTIONS”命令内部的第一行：给符号“.”赋值为0x10000，”.”是一个位置计数器，假如你不指定某输出段的地址，那么这个输出段地址将被设为位置计数器的当前值，同时位置计数器在当前值的基础上累加了该输出段的大小。

在SECTIONS命令开始时，位置计数器的值是0。

第二行：定义了一个输出段“.text”，冒号是语法规定的可忽略，输出段名字后面的大括号里列出的是输入段的名字，表示这些输入段的内容应该被放置到输出段内。是通配符，(.text) 表示输入文件中所有的.text输入段。所以这行的意思就是：输入文件中所有的.text段的内容都放置到可执行文件的输出段.text内。当定义输出段.text时，位置计数器的当前值为0x10000，所以连接器将可执行文件中的.text段地址设为0x10000。

同理，后续几行定义了输出可执行文件中的.data和.bss段。连接器将输出段.data放置在0x8000000地址。.data : { *(.data) }语句后，位置计数器的值是0x8000000加上.data段的大小。那么.bss段在存储空间中将紧挨着.data段放置。

连接器应该保证每个输出段是对齐的，必要时可以通过增加位置计数器来实现。在这个例子里，输出段.text和.data是直接定义了地址，所以满足对齐约束，但连接器必须在.data和.bss段之间制造一小段空隙才能满足对齐约束。

六、简单的连接器脚本指令
6.1 设置入口点
在程序中被调用的第一条指令，称之为入口点。可以用ENTRY命令设置入口点，该命令的参数是一个符号名：
ENTRY(symbol)

有以下几种方法可以设置入口点：
（1）“-e”入口命令行选项；
（2）连接脚本中用ENTRY(symbol)命令；
（3）目标的特殊符号的值，对于大多数目标，这个符号是start。但PE和BeOS系统会检查一系列可能的入口符号，匹配第一个被找到的那个符号。
（4）.text段的第一个字节地址位置，若存在的话；
（5）从0地址位置。

6.2 处理文件的命令

INCLUDE filename

filename是连接脚本