对.lds连接脚本文件的分析

本文由Jacky原创，来自http://blog.chinaunix.net/u1/58780/showart.php?id=462971

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 。。。

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
}