ARM uboot中的.lds

对于.lds文件，它定义了整个程序编译之后的连接过程，决定了一个可执行程序的各个段的存储位置。虽然现在我还没怎么用它，但感觉还是挺重要的，有必要了解一下。

先看一下 GNU官方网站上对.lds文件形式的完整描述：

SECTIONS { ... secname start BLOCK( align) (NOLOAD) : AT ( ldadr )   { contents } > region : phdr = fill ... }

secname和contents是必须的，其他的都是可选的。下面挑几个常用的看看：

1、secname：段名

2、contents：决定哪些内容放在本段，可以是整个目标文件，也可以是目标文件中的某段（代码段、数据段等）

3、start：本段连接（运行）的地址，如果没有使用AT（ldadr），本段存储的地址也是start。GNU网站上说start可以用任意一种描述地址的符号来描述。

4、AT（ldadr）：定义本段存储（加载）的地址。

看一个简单的例子：（摘自《2410完全开发》）

/* nand.lds */ SECTIONS { firtst 0x00000000 : { head.o init.o } second 0x30000000 : AT(4096) { main.o } }

    以上，head.o放在0x00000000地址开始处，init.o放在head.o后面，他们的运行地址也是0x00000000，即连接和存储地址相同（没有AT指定）；main.o放在4096（0x1000，是AT指定的，存储地址）开始处，但是它的运行地址在0x30000000，运行之前需要从0x1000（加载处）复制到0x30000000（运行处），此过程也就用到了读取Nand flash。

这就是存储地址和连接（运行）地址的不同，称为加载时域和运行时域，可以在.lds连接脚本文件中分别指定。

编写好的.lds文件，在用arm-linux-ld连接命令时带-Tfilename来调用执行，如
arm-linux-ld –Tnand.lds x.o y.o –o xy.o。也用-Ttext参数直接指定连接地址，如
arm-linux-ld –Ttext 0x30000000 x.o y.o –o xy.o。

 

既然程序有了两种地址，就涉及到一些跳转指令的区别，这里正好写下来，以后万一忘记了也可查看，以前不少东西没记下来现在忘得差不多了。。。

ARM汇编中，常有两种跳转方法：b跳转指令、ldr指令向PC赋值。

我自己经过归纳如下：

（1）       b step1 ：b跳转指令是相对跳转，依赖当前PC的值，偏移量是通过该指令本身的bit[23:0]算出来的，这使得使用b指令的程序不依赖于要跳到的代码的位置，只看指令本身。

（2）       ldr pc, =step1 ：该指令是从内存中的某个位置（step1）读出数据并赋给PC，同样依赖当前PC的值，但是偏移量是那个位置（step1）的连接地址（运行时的地址），所以可以用它实现从Flash到RAM的程序跳转。

（3）       此外，有必要回味一下adr伪指令，U-boot中那段relocate代码就是通过adr实现当前程序是在RAM中还是flash中。仍然用我当时的注释：

relocate: /* 把U-Boot重新定位到RAM */     adr r0, _start /* r0是代码的当前位置 */ /* adr伪指令，汇编器自动通过当前PC的值算出 如果执行到_start时PC的值，放到r0中： 当此段在flash中执行时r0 = _start = 0；当此段在RAM中执行时_start = _TEXT_BASE(在board/smdk2410/config.mk中指定的值为0x33F80000，即u-boot在把代码拷贝到RAM中去执行的代码段的开始) */     ldr r1, _TEXT_BASE /* 测试判断是从Flash启动，还是RAM */ /* 此句执行的结果r1始终是0x33FF80000，因为此值是又编译器指定的(ads中设置，或-D设置编译器参数) */     cmp r0, r1 /* 比较r0和r1，调试的时候不要执行重定位 */

    下面，结合u-boot.lds看看一个正式的连接脚本文件。这个文件的基本功能还能看明白，虽然上面分析了好多，但其中那些GNU风格的符号还是着实让我感到迷惑，好菜啊，怪不得连被3家公司鄙视，自己鄙视自己。。。

OUTPUT_FORMAT("elf32­littlearm", "elf32­littlearm", "elf32­littlearm")
  ;指定输出可执行文件是elf格式,32位ARM指令,小端
OUTPUT_ARCH(arm)
  ;指定输出可执行文件的平台为ARM
ENTRY(_start)
  ;指定输出可执行文件的起始代码段为_start.
SECTIONS
{
        . = 0x00000000 ; 从0x0位置开始
        . = ALIGN(4) ; 代码以4字节对齐
        .text : ;指定代码段
        {
          cpu/arm920t/start.o (.text) ; 代码的第一个代码部分
          *(.text) ;其它代码部分
        }
        . = ALIGN(4)
        .rodata : { *(.rodata) } ;指定只读数据段
        . = ALIGN(4);
        .data : { *(.data) } ;指定读/写数据段
        . = ALIGN(4);
        .got : { *(.got) } ;指定got段, got段式是uboot自定义的一个段, 非标准段
        __u_boot_cmd_start = . ;把__u_boot_cmd_start赋值为当前位置, 即起始位置
        .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) } ;指定u_boot_cmd段, uboot把所有的uboot命令放在该段.
        __u_boot_cmd_end = .;把__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置
        . = ALIGN(4);
        __bss_start = .; 把__bss_start赋值为当前位置,即bss段的开始位置
        .bss : { *(.bss) }; 指定bss段
        _end = .; 把_end赋值为当前位置,即bss段的结束位置
}

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r与adr的区别

转自：http://coon.blogbus.com/logs/2738861.html

        ldr     r0, _start

        adr     r0, _start

        ldr     r0, =_start

        nop

        mov     pc, lr

_start:

        nop

        

编译的时候设置 RO 为 0x0c008000

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0c008000 <_start-0x14>:

c008000:       e59f000c        ldr     r0, [pc, #12]   ; c008014 <_start>

c008004:       e28f0008        add     r0, pc, #8      ; 0x8

c008008:       e59f0008        ldr     r0, [pc, #8]    ; c008018 <_start+0x4>

c00800c:       e1a00000        nop                     (mov r0,r0)

c008010:       e1a0f00e        mov     pc, lr

0c008014 <_start>:

c008014:       e1a00000        nop                     (mov r0,r0)

c008018:       0c008014        stceq   0, cr8, [r0], -#80

分析：

ldr     r0, _start

从内存地址 _start 的地方把值读入。执行这个后，r0 = 0xe1a00000

adr     r0, _start

取得 _start 的地址到 r0，但是请看反编译的结果，它是与位置无关的。其实取得的时相对的位置。例如这段代码在 0x0c008000 运行，那么 adr r0, _start 得到 r0 = 0x0c008014；如果在地址 0 运行，就是 0x00000014 了。

ldr     r0, =_start

这个取得标号 _start 的绝对地址。这个绝对地址是在 link 的时候确定的。看上去这只是一个指令，但是它要占用 2 个 32bit 的空间，一条是指令，另一条是 _start 的数据（因为在编译的时候不能确定 _start 的值，而且也不能用 mov 指令来给 r0 赋一个 32bit 的常量，所以需要多出一个空间存放 _start 的真正数据，在这里就是 0x0c008014）。

因此可以看出，这个是绝对的寻址，不管这段代码在什么地方运行，它的结果都是 r0 = 0x0c008014