普通lds文件分析

绝地灬酷狼 2022-08-09 16:51 131阅读 0赞

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：[http://www.gnu.org/][http_www.gnu.org]  
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  
\}

[http_www.gnu.org]: http://www.gnu.org/