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u-boot.lds解读---详解

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发表于 2020-11-3 13:13 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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8 l1 ], @7 g# K( p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。2 A, n8 W2 }0 w' P: q0 J
先看一下GNU官方网站上对.lds文件形式的完整描述:- H& v/ l' B* u" \1 q: [

- R) X* D3 q5 ^# ]8 H. v7 ^' ~: [! U: o# t5 B3 h  {- x, T8 z
SECTIONS {
7 `- {( N. u0 X+ O* m9 G...
) u0 Y' B: b9 N% W% {secname start BLOCK(align) (NOLOAD) : AT ( ldadr )9 ^7 l6 Z' \0 o7 ^# M. K0 P' h* y
{ contents } >region :phdr =fill
! n, v' \0 q0 S, ?...3 D* I1 a- @; M; {7 i0 u
}
8 j2 l" E* F9 v: T8 Q: Ksecname和contents是必须的,其他的都是可选的。下面挑几个常用的看看:! l1 p- y7 L7 N. V, z% J
1、secname:段名
7 L/ v* z( V" S( u- j( K2、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), O) F$ d6 @+ S4 @3 M# p: R" ~
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。5 a; s5 c* X& e
4、AT(ldadr):定义本段存储(加载)的地址。
2 r$ Z! I/ E8 ~8 c$ p( w/ A7 u  X看一个简单的例子:(摘自《2410完全开发》)5 P. P& j1 K9 L% |5 E0 p% _" }
3 _6 H! j& M4 H. ?, a
SECTIONS {
, L6 N3 }% J! A, q. zfirtst 0x00000000 : { head.o init.o }
8 T* ^) r: Q/ a, G3 Q. ^! Bsecond 0x30000000 : AT(4096) { main.o }$ S# w8 \, C% I
}# B3 l" V4 _8 x- m; G/ C. ]
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。
1 h' q3 ^0 `4 }* R5 _% d) y8 ]. h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。: [+ j: ^, [+ ^: K! ?
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
$ H2 s7 d3 X0 K6 v5 O  uarm-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! b% C& J) J# m5 y- j3 ^
arm-linux-ld –Ttext 0x30000000 x.o y.o –o xy.o。5 D( x9 b' n4 Y
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。。。8 `8 W0 c/ M5 T4 p
ARM汇编中,常有两种跳转方法:b跳转指令、ldr指令向PC赋值。( Y( t6 q7 A  X# T: |& P; `
我自己经过归纳如下:1 R  E/ h4 ^. P3 s: @+ [
(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。
7 g( T0 ?, U* Z; }1 S' e& x  `(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。
1 H+ ~1 S; A3 x! ](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:2 {0 T+ L9 o& a* E' m6 |" u
relocate:    @把U-Boot重新定位到RAM
# Q1 A' y8 Q: e! M" r/ w' N& gadr r0, _start    @r0是代码的当前位置  / j3 d4 \9 W, J: U' ]
# 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:) ^5 X$ Z" Y* d0 A' v' e$ }
#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)
' D1 i$ r$ U1 F2 K7 x ldr r1, _TEXT_BASE   @测试判断是从Flash启动,还是RAM7 ~/ P& ~' a6 M) y
# 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)0 E$ A$ \$ {! J
cmp r0, r1 @ 比较r0和r1,调试的时候不要执行重定位% {* y5 b8 s, ?/ |
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。。。3 F& ]% b9 f8 N
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
( X/ l% o3 Z' n5 p/ h;指定输出可执行文件是elf格式,32位ARM指令,小端
5 }2 X$ O9 ]* G+ Y( v/ QOUTPUT_ARCH(arm)
# t6 U1 a5 n# }' ?" ~;指定输出可执行文件的平台为ARM
3 j1 l0 n2 z+ k1 U1 EENTRY(_start)
, c7 E  C7 v& m1 V8 U;指定输出可执行文件的起始代码段为_start.
* {2 q% ~' ?( n- \! U2 tSECTIONS% B  V+ B; I. n% d- M; F* N
{$ j; _% A! {2 H1 ^9 S
. = 0x00000000 ; 从0x0位置开始2 [) T! v8 _8 z9 V9 {
. = ALIGN(4) ; 代码以4字节对齐
6 C5 z- w6 r: T.text : ;指定代码段
5 g' F9 p. c" p! b! x{
! h7 V! y* k+ q( \cpu/arm920t/start.o (.text) ; 代码的第一个代码部分' S, ~0 K% g3 B3 M  ~
*(.text) ;其它代码部分
/ {; @9 I; z, B. B}) t# m8 Z8 C1 {) j9 Q
. = ALIGN(4)
) r9 E6 L8 K! P.rodata : { *(.rodata) } ;指定只读数据段
6 r$ ^  b8 A6 E$ a( o: v7 t8 a/ u. = ALIGN(4);: n% D1 u. U. j3 r, u, h7 A
.data : { *(.data) } ;指定读/写数据段' |* y4 j1 A! a' u" q8 n: V: Q
. = ALIGN(4);
1 h0 j9 \; ?7 I* t1 \.got : { *(.got) } ;指定got段, got段式是uboot自定义的一个段, 非标准段
# m2 B. Q) g9 G7 \$ a. Y__u_boot_cmd_start = . ;把__u_boot_cmd_start赋值为当前位置, 即起始位置
! S! m8 y6 f% ~0 p& T% b.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$ k' {) R% W
__u_boot_cmd_end = .;把__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置
% W0 W3 `4 C1 F& J# f5 q1 a. = ALIGN(4);7 P1 w, ~" q( M0 V
__bss_start = .; 把__bss_start赋值为当前位置,即bss段的开始位置. V3 @6 v9 R4 ?& @% q- G" F
.bss : { *(.bss) }; 指定bss段0 P  Z* Q# V6 J. d* c: B
_end = .; 把_end赋值为当前位置,即bss段的结束位置) A$ S. t  P/ }: N( O
}

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发表于 2020-11-3 14:18 | 只看该作者
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