arm-linux-ld的连接脚本的详解

以下转自：http://www.tudou.com/home/diary_v3904315.html-T选项是ld命令中比较重要的一个选项，可以用它直接指明代码的代码段、数据段、博士生、

　　段，对于复杂的连接，可以专门写一个脚本来告诉编译器如何连接。

　　-Ttext addr

　　-Tdata addr

　　-Tbss addr

　 　arm-elf-ld -Ttext 0x00000000 -g led_On.o -o led_on_elf ，运行地址为0x00000000，由于没有data和bss，他们会默认的依次放在后面。相同的代码 不同的Ttext，你可以对比一下他们之间会变的差异，ld会自动调整跳转的地址。

　　＊简单的Linker script

　　(1) SECTIONS命令：

　 　The SECTIONS command tells the linker how to map input sections into output sections, and how to place the output sections in memory.

　　命令格式如下：

　　SECTIONS

　　{

　　sections-command

　　sections-command

　　......

　　}

　　其中sections-command可以是ENTRY命令，符号赋值，输出段描述，也可以是overlay描述。

　　(2) 地址计数器‘.’(location counter)：

　　该符号只能用于SECTIONS命令内部，初始值为‘0’，可以对该符号进行赋值，也可以使用该符号进行计算或赋值给其他符号。它会自动根据SECTIONS命令内部所描述的输出段的大小来计算当前的地址。

　　(3) 输出段描述(output section description)：

　　前面提到在SECTIONS命令中可以作输出段描述，描述的格式如下：

　　section [address] [(type)] : [AT(lma)]

　　{

　　output-section-command

　　output-section-command

　　...

　　} [>region] [AT>lma_region] [:phdr :phdr ...] [=fillexp]

　　很多附加选项是用不到的。其中的output-section-command又可以是符号赋值，输入段描述，要直接包含的数据值，或者某一特定的输出段关键字。

　　＊linker script 实例

　　＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

　　OUTPUT_ARCH(arm)

　　ENTRY(_start)

　　SECTIONS {

　　. = 0xa3f00000;

　　__boot_start = .;

　　.start ALIGN(4) : {

　　*(.text.start)

　　}

　　.setup ALIGN(4) : {

　　setup_block = .;

　　*(.setup)

　　setup_block_end = .;

　　}

　　.text ALIGN(4) : {

　　*(.text)

　　}

　　.rodata ALIGN(4) : {

　　*(.rodata)

　　}

　　.data ALIGN(4) : {

　　*(.data)

　　}

　　.got ALIGN(4) : {

　　*(.got)

　　}

　　__boot_end = .;

　　.bss ALIGN(16) : {

　　bss_start = .;

　　*(.bss)

　　*(COMMON)

　　bss_end = .;

　　}

　　.comment ALIGN(16) : {

　　*(.comment)

　　}

　　stack_point = __boot_start + 0x00100000;

　　loader_size = __boot_end - __boot_start;

　　setup_size = setup_block_end - setup_block;

　　}

　　＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

　　在SECTIONS命令中的类似于下面的描述结构就是输出段描述：

　　.start ALIGN(4) : {

　　*(.text.start)

　　}

　 　.start 为output section name，ALIGN(4)返回一个基于location counter(.)的4字节对齐的地址值。*(.text.start)是输入段描述，*为通配符，意思是把所有被链接的object文件中 的.text.start段都链接进这个名为.start的输出段。

　　源文件中所标识的section及其属性实际上就是对输入段的描述，例如.text.start输入段在源文件start.S中的代码如下：

　　.section .text.start

　　.global _start

　　_start :

　　b start

　　arm-elf-ld -Ttimer.lds -o timer_elf header .o

　　这里就必须存在一个timer.lds的文件。

　　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。

　　/* 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：

　　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。

　　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。

　　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

　　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,UGG BOOTS, _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("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-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 ; 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

　　}