u-boot.lds解读---详解

baqiao

- {1 n( r, y) _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：
) P$ H% h2 }4 x/ k- P) u, X
  G6 H! |* F2 P/ g: `' y
SECTIONS {
...
+ u; x. `+ o* A: g. {% }secname start BLOCK(align) (NOLOAD) : AT ( ldadr )
7 H  a$ b5 w! k2 _{ contents } >region :phdr =fill
( |: L8 ?3 i" r4 K' _...
! f$ K0 m- G% ]% T; c1 V9 ]}
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" w& y, U% T; m* U) ^. W1、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）
8 f3 {3 t& {! g9 W4 F/ O# K+ H3、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。
. r( d9 v1 j: i看一个简单的例子：（摘自《2410完全开发》）

SECTIONS {
" W. f0 a7 |$ ]0 ^* R& lfirtst 0x00000000 : { head.o init.o }
% \4 }% Y& Z8 J# J3 N( w2 ysecond 0x30000000 : AT(4096) { main.o }
/ L3 z  v+ J% C/ }3 y; q3 N}
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。
9 Q4 d" q/ z5 p- {+ f1 G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
, l; \. o& t1 w( u& q( i7 T; Oarm-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
/ a/ ^" q$ T+ farm-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。
9 G$ `! [. ?, Y9 c& [5 i6 J: ~* M我自己经过归纳如下：
1 G; Q) L1 e2 i1 V（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 H2 n) U0 a! m4 A$ q+ b（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：
7 j4 x9 `4 [$ D: w6 Hrelocate:    @把U-Boot重新定位到RAM
adr r0, _start    @r0是代码的当前位置  
" F7 ]* @( |* \" t# 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)
  v. d' d, P% J6 }$ E5 k 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)
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("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
% |6 H4 ~( M& aOUTPUT_ARCH(arm)
3 U% d( u3 `" u4 H9 t: `$ `; E) W0 c+ ];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.
! }; U$ Y3 ?4 z2 S5 X* A% [SECTIONS
{
$ _0 }! @2 ?) u2 y3 c' n% k1 q. = 0x00000000 ; 从0x0位置开始
( y. I% m3 J# ^: F. = ALIGN(4) ; 代码以4字节对齐
.text : ;指定代码段
7 m, V2 e1 T7 n{
cpu/arm920t/start.o (.text) ; 代码的第一个代码部分
7 L, y! X) i5 Q' ^4 r7 ?( {*(.text) ;其它代码部分
8 K5 k- ^/ D5 `& f/ Q}
. = ALIGN(4)
6 I5 j- B' K$ s3 c' x! ~+ s" S.rodata : { *(.rodata) } ;指定只读数据段
. = ALIGN(4);
4 m4 v( ?; P1 J.data : { *(.data) } ;指定读/写数据段
$ b* H1 S8 G5 m4 w& i. = ALIGN(4);
. G0 Z4 k+ m1 F8 A/ Y.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
9 X4 q$ U; }  i# J.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) } ;指定u_boot_cmd段, uboot把所有的uboot命令放在该段.
: h& ?7 k7 P1 c2 ?( {' e__u_boot_cmd_end = .;把__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置
. = ALIGN(4);
3 N! l' o1 Y' R__bss_start = .; 把__bss_start赋值为当前位置,即bss段的开始位置
2 r7 }# c$ i# Q' s: U4 w7 d.bss : { *(.bss) }; 指定bss段
_end = .; 把_end赋值为当前位置,即bss段的结束位置
  i4 I3 g' ?8 o, g8 d0 \3 c}

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