.LDS 文件详解

最近在研究uboot，红色部分为我加上的注解

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http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=23373524&do=blog&cuid=2324182

lds文件与scatter文件相似都是决定一个可执行程序的各个段的存储位置，以及入口地址，这也是链接定位的作用。U-boot的lds文件说明如下：

      SECTIONS{

       ...

       secname start BLOCK(align)(NOLOAD):AT(ldadr)

            {contents}>region:phdr = fill

       ...

       }

       secname和contents是必须的，前者用来命名这个段，后者用来确定代码中的什么部分放在这个段，以下是这个描述中的一些关键字的解释。

       1、secname :段名

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

       3、start：是段的重定位地址，本段连接（运行）的地址， 如果代码中有位置无关指令，程序运行时这个段必须放在这个地址上，start可以用任意一种描述地址的符号来描述。

       4、AT(ldar)：定义本段存储(加载)的地址，如果不使用这个选项，则加载地址等于运行地址通过这个选项可以控制各个分段分别保存于输出文件中的不同位置

  例如：

       /*nand.lds*/

     SECTIONS {

      first 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后面他的运行地址也是0x00000000，即连接地址和存储地址相同 （没有AT指定）；main.o放在4096(0x1000是AT指定的存储地址)开始处，但他的运行地址在0x30000000，运行之前需要从0x1000(加载地址)复制到0x30000000（运行地址处），此过程也就需要读取flash，把程序拷贝到相应位置才能运行。这就是存储地址和运行的不同，称为加载时域和运行时域可以再.lds连接脚本文件中分别制定。

      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。也可用-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。

下面1、2这一部分可以看韦东山的书，看看具体如何跳转的

     1)b  step： 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指令的不依赖于要跳到的代码的位置，只看指令本身。

     2）ldr pc，=step；该指令是一个伪指令编译后会生成以下代码：

     ldr pc，0x30008000

        <0x30008000>

                         step

     是从内存中的某个位置(step)读出数据并赋给PC，同样依赖于当前PC的值，但是偏移量是step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中还是在Flash中：

relocate：                        /*把u-boot重新定位到RAM*/

          adr  r0，_start      r0是代码的当前位置

adr指令：ADR伪指令--- 小范围的地址读取 

     ADR伪指令将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中。在汇编编译器编译源程序时，ADR伪指令被编译器替换成一条合适的指令。通常，编译器用一条ADD指令或SUB指令来实现该ADR伪指令的功能，若不能用一条指令实现，则产生错误，编译失败。

 

ADR伪指令格式 ：ADR{cond}   register, expr

地址表达式expr的取值范围：

    当地址值是字节对齐时，其取指范围为: +255  ～ 255B；

    当地址值是字对齐时，其取指范围为:   -1020 ～ 1020B；

是根据pc地址与相对偏移地址计算出来的，例如：现在是在片内ram中执行时，这时的r0的值为0x00000000,如果被从flash中load到外置的sdram（假设便宜地址为0x3000 0000）中，则此时r0的值为0x3000 0000

 /*adr伪指令，汇编器会自动通过当前PC的值得算出这条指令中“_start" 的值，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  /*测试判断从Flash启动，还是从RAM启动此句执行的结果r1始终是0x33FF80000，因为此值是链接指定的*/

      cmp r0，r1     /*比较r0和r1，调试的时候不要执行重定位*/

 

 

 

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm");指定输出可执行文件elf格式，32位ARM指令，小端模式
/*OUTPUT_FORMAT("elf32-arm", "elf32-arm", "elf32-arm")*/
OUTPUT_ARCH(arm) 指定输入平台为ARM
ENTRY(_start) 指定输出可执行文件的起始代码为_start
SECTIONS
{
 . = 0x00000000;   定位当前地址为0地址

 . = ALIGN(4);        代码以四字节对齐
 .text      :               指定代码段
 {
   cpu/arm920t/start.o (.text)  代码的第一个代码段
   *(.text)         其他代码段
 }

 . = 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 = .;其赋值为当前位置，即起始位置
 .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) } u_boot_cmd段，Uboot把所有的uboot命令放在该段。
 __u_boot_cmd_end = .;把其赋值为当前位置，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
}

本文来自CSDN博客，转载请标明出处： http://blog.csdn.net/catamout/archive/2010/02/08/5298449.aspx

 

u-boot.lds文件详解

对于.lds文件，决定一个可执行程序的各个段的存储位置,以及入口地址，这也是链接定位的作用。这里以u-boot的lds为例说明uboot的链接过程。 首先看一下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，前者用来命名这个段，后者用来确定代码中的什么部分放在这个段，以下是对这个描述中的一些关键字的解释。 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：是段的重定位地址，本段连接（运行）的地址，如果代码中有位置无关指令，程序运行时这个段必须放在这个地址上。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，如果不使用这个选项，则加载地址等于运行地址，通过这个选项可以控制各段分别保存于输出文件中不同的位置。 例： /* nand.lds */ SECTIONS { firtst 0x00000000 : { head.o init.o } second 0x30000000 : AT(4096) { main.o } } main.o在生成的执行文件中的起始地址为4096，刚好是4k之后，s3c2440可以自动从nanflash加载4k的内容到内置的ram中运行     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，但它的运行地址在0x30000000，运行之前需要从0x1000（加载地址处）复制到0x30000000（运行地址处），此过程也就需要读取 flash，把程序拷贝到相应位置才能运行。这就是存储地址和运行地址的不同，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。 ARM汇编中，常有两种跳转方法：b跳转指令、ldr指令向PC赋值。 要特别注意这两条指令的意思： （1）       b step：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, =step ：该指令是一个伪指令编译后会生成以下代码：         ldr pc, 0x30008000        <0x30008000>                         step     是从内存中的某个位置（step）读出数据并赋给PC，同样依赖当前PC的值，但是偏移量是step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：          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的值算出这条指令中“_start"的值，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，因为此值是链接指定的 */     cmp r0, r1                     /* 比较r0和r1，调试的时候不要执行重定位 */     结合u-boot.lds谈谈连接脚本。 OUTPUT_FORMAT("elf32&shy;littlearm", "elf32&shy;littlearm", "elf32&shy;littlearm")             ;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               ; 定位当前地址为0地址       . = 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