lds文件浅析

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.lds文件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。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。

secname:段名

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)

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

AT(ldadr):定义本段存储(加载)的地址。

例(/*nand.lds*/):
SECTIONS

{

Firtst 0x00000000: {head.o init.o}

Second 0x30000000: AT(4096){main.o}

}

该例中,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Nandflash。

这就是存储地址和连接(运行)地址的不同,称为 加载时域运行时域,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–oxy.o。也 用-Ttext参数直接指定连接地址,如arm-linux-ld–Ttext 0x30000000 x.o y.o–oxy.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。

(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)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,因为此值是由编译器指定的*/

cmp r0,r1    /*比较r0和r1,调试的时候不要执行重定位*/

正式的连接脚本文件u-boot.lds内容如下:

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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