U-Boot移植——链接地址、运行地址、加载地址、存储地址

1 运行地址/链接地址

    根据参考资料[1]的说明，运行地址和链接地址是等价的，只是两个不同的说法而已，指的是程序在SRAM、SDRAM中执行时的地址，就是执行这条指令时，PC应该等于这个地址，换句话说，PC等于这个地址时，这条指令应该保存在这个地址内[1]。

2 加载地址/存储地址

    根据参考资料[1]的说明，加载地址和存储地址是等价的，只是两个不同的说法而已，指的是程序保存在Nand Flash中的地址。

3 实例分析

    编译U-Boot后，可以查看在顶级目录所生产的System.map了解各个符号的链接地址，也可以查看u-boot.map了解各个目标文件的连接顺序其连接地址，详见《U-Boot编译——System.map与u-boot.map》。

    这里以u-boot-2010.03为例进行详细分析。将U-Boot配置成smdk2410开发板的默认配置，然后编译，得到其System.map前3行内容如下：

33f80000 T _start
33f80020 t _undefined_instruction
33f80024 t _software_interrupt
...

    由上可见，U-Boot被链接到地址 0x33f80000开始的地方，入口为 _start。那么这个链接地址是在哪里配置，又如何生效的呢？

3.1 u-boot.lds

    u-boot.lds中指定的了链接的段和地址，详见《U-Boot源码——u-boot.lds》，其中部分内容如下：

SECTIONS
{
	. = 0x00000000;

	. = ALIGN(4);
	.text :
	{
		arch/arm/cpu/arm920t/start.o	(.text)
		*(.text)
	
	...
}

    由上面第3行可见，指定链接的起始地址为 0x00000000，第8行指定链接到最前面的目标文件为 start.o。

    将start.o到最前面倒是没错，但是起始地址为0x00000000就与System.map的结果不对应了（应该为0x33f80000），为什么呢？

3.2 config.mk

    关于config.mk，详见《U-Boot源码——config.mk》，这里只是简单引用其部分内容进行说明。

3.2.1 开发板相关config.mk    

    参考资料[4]指出，链接时是根据开发板相关的config.mk指定的代码段起始地址以及u-boot.lds链接脚本进行链接[4]p257。

    smdk2410的config.mk内容如下：

# SMDK2410 has 1 bank of 64 MB DRAM
#
# 3000'0000 to 3400'0000
#
# Linux-Kernel is expected to be at 3000'8000, entry 3000'8000
# optionally with a ramdisk at 3080'0000
#
# we load ourself to 33F8'0000
#
# download area is 3300'0000
#


TEXT_BASE = 0x33F80000

    由于上可见，smdk2410的DRAM地址范围为0x30000000~0x340000000， TEXT_BASE即为U-Boot代码段的起始地址，也就是链接的起始地址，其值正好与上述System.map的第1行的地址一致。

    既然找了设置链接地址的位置，那么TEXT_BASE是如何生效的呢？

3.2.2 顶级config.mk

    在顶级目录的config.mk中，有如下内容：

LDFLAGS += -Bstatic -T $(obj)u-boot.lds $(PLATFORM_LDFLAGS)
ifneq ($(TEXT_BASE),)
LDFLAGS += -Ttext $(TEXT_BASE)
endif

    上面第3行通过 -Text TEXT_BASE，将链接地址添加到 LDFLAGS中。

3.3 Makefile    

    在顶级目录的Makfile中，有如下内容：

GEN_UBOOT = \
        UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBBOARD) $(LIBS) | \
        sed  -n -e 's/.*\($(SYM_PREFIX)__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\
        cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \
            --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \
            -Map u-boot.map -o u-boot

    上面第4行引用到了 LDFLAGS，从而使得 TEXT_BASE所指定的代码段首地址生效。

参考资料

[1]链接地址和运行地址

[2]U-Boot移植过程中的运行地址和装载地址的区别

[3]运行地址，链接地址，加载地址，存储地址 位置无关码、位置有关码

[4]伟东山. 嵌入式Linux应用开发完全手册. 人民邮电出版社，2012