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标题: u-boot.lds解读---详解 [打印本页]
作者: baqiao    时间: 2020-11-3 13:13
标题: u-boot.lds解读---详解
# g: ^5 V( J5 m! n! F# w
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。
# ^, l7 i" d$ o3 e: j1 ^先看一下GNU官方网站上对.lds文件形式的完整描述：6 p9 k: O3 W3 M
* h' A, }) T! f: X8 t& a8 X; ^+ J
; j+ {' a( E/ h9 K9 I, K! @# ?
SECTIONS {2 u' m( y' X+ B8 |, n
...
" n/ Y! T' N3 I) J! usecname start BLOCK(align) (NOLOAD) : AT ( ldadr )
- g" M9 a- q2 c" G{ contents } >region :phdr =fill
" ^+ N4 k& s  ^..." p3 ^, N& t9 j; h, V) L* W
}
3 r" V% u0 k! w4 L! D0 \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：* B+ b/ a( n9 ?+ h
1、secname：段名
" M3 ~4 J6 n- n7 R2、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）* _# a# Y/ k, u! @" N; }$ _
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。8 m, m! P3 A+ a0 o& o
4、AT（ldadr）：定义本段存储（加载）的地址。4 g3 B) Z) k' k) \
看一个简单的例子：（摘自《2410完全开发》）7 J6 R; m/ M4 O6 H) t# b  O) b0 b

* k9 y6 K/ W, U; @8 Z8 E( R% WSECTIONS {
5 F' D  P; X- G- R; Qfirtst 0x00000000 : { head.o init.o }: u8 I  n; X5 w- R, l
second 0x30000000 : AT(4096) { main.o }
1 u4 w- n$ q2 n4 W. h3 X+ Q}
$ q" j2 P$ @9 O/ X% r3 g/ R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。
& R" l/ M# m, a, R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。: d- l! O( l: h8 e; d9 T4 z
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
  z' [: V+ @( P/ J5 Larm-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
1 h: _3 h0 l4 G& u0 d- earm-linux-ld –Ttext 0x30000000 x.o y.o –o xy.o。
: O1 J7 Z: E3 l& [! w1 P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。。。
9 [7 B  d% C& N( d) iARM汇编中，常有两种跳转方法：b跳转指令、ldr指令向PC赋值。4 D) L, x" O2 S
我自己经过归纳如下：
- ^0 l$ t+ }( }. a  F（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。
# S7 \& Q" s! [3 y, Z; |7 z（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。
0 f! n7 s4 \; a+ n; V  G9 d2 I* G（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：
: l" I3 K8 V: z; k" W5 X: j: Trelocate:    @把U-Boot重新定位到RAM
& v5 o' V# r; |1 }adr r0, _start    @r0是代码的当前位置  
' Z6 _. D' R, d5 A# w# 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：0 K; E8 ?/ X: C
#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)( \* r/ N5 Q. n8 P# i6 l! }9 W
ldr r1, _TEXT_BASE   @测试判断是从Flash启动，还是RAM
4 z  U& `% b! A  |# 此句执行的结果r1始终是0x33F80000，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), }& g& f) j2 v2 \
cmp r0, r1 @ 比较r0和r1，调试的时候不要执行重定位3 l: ~5 h; o8 ~- v& ?% B! D
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。。。
' X0 y$ G, A1 ?3 X; |8 tOUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
' w' S! c  M! Q5 s% A! E;指定输出可执行文件是elf格式,32位ARM指令,小端
" N, {2 M- O$ u/ f( w2 W; oOUTPUT_ARCH(arm)( W  K5 t5 U# u3 y; f5 d
;指定输出可执行文件的平台为ARM$ y' c( B* E* b
ENTRY(_start)4 u5 n! m7 D! ^. r. y
;指定输出可执行文件的起始代码段为_start.
3 O( u2 a# N% f7 M3 _# P( S, H) N) ySECTIONS
( l( R$ K3 O, G{
" O1 g7 X+ l/ R" ^4 U. = 0x00000000 ; 从0x0位置开始0 F! F" @, M' W% Y: z8 a; V
. = ALIGN(4) ; 代码以4字节对齐
6 Y7 e7 B$ o) e: Q9 y1 I9 A6 Z.text : ;指定代码段- s2 g% y/ l! j
{0 b) Y$ `  q5 m8 ~- R. w
cpu/arm920t/start.o (.text) ; 代码的第一个代码部分8 O5 K. `% ?2 p9 P; s( q) k/ a
*(.text) ;其它代码部分2 n4 f+ c1 k- `4 C9 ]; ?+ d' a
}
* s" ?- O4 {0 G+ Q2 K. = ALIGN(4)
, Z% j7 a8 Y6 i. ?# r.rodata : { *(.rodata) } ;指定只读数据段0 c6 u9 t" |& R2 F' ~5 _) G
. = ALIGN(4);
9 ?$ x/ R5 O. A5 F/ X% v" i. i* h.data : { *(.data) } ;指定读/写数据段; S$ a  f  Y: D) [- G
. = ALIGN(4);2 M* s/ k; p3 K0 w6 I2 ?! f
.got : { *(.got) } ;指定got段, got段式是uboot自定义的一个段, 非标准段6 N% W& \" y9 V! F
__u_boot_cmd_start = . ;把__u_boot_cmd_start赋值为当前位置, 即起始位置& @. f, V0 g7 x6 b' v+ f8 m
.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) } ;指定u_boot_cmd段, uboot把所有的uboot命令放在该段.+ t- j2 F5 P' Y) I. p7 y. o6 Z
__u_boot_cmd_end = .;把__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置
$ m  B0 r! p1 B. = ALIGN(4);
# H/ n3 X( g* K8 T( F  a8 ]+ k__bss_start = .; 把__bss_start赋值为当前位置,即bss段的开始位置2 W( q0 O6 ^: Z& a$ `# Y
.bss : { *(.bss) }; 指定bss段* @* t! {5 C: B( }; |3 a5 q
_end = .; 把_end赋值为当前位置,即bss段的结束位置0 |( T7 U& [/ B" o9 b+ B# i
}
作者: CCxiaom    时间: 2020-11-3 14:18
u-boot.lds解读---详解



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