u-boot.lds解读---详解

baqiao

, P9 P$ s, S  v+ @' j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：

5 M: x, j9 g2 G# `' w: u
SECTIONS {
...
secname start BLOCK(align) (NOLOAD) : AT ( ldadr )
/ C, b$ Q4 x  r8 V8 }8 K1 ]{ contents } >region :phdr =fill
' V* k/ K$ O3 c' O...
}
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
0 k9 ?4 Z! W* a7 ~; g% j2、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》）

SECTIONS {
' c) z6 x" }5 T# a' p. P0 lfirtst 0x00000000 : { head.o init.o }
2 ?1 @" ^! d! z1 qsecond 0x30000000 : AT(4096) { main.o }
# a% f& ?, e' g7 ]}
& y8 @4 a* D# C) h+ W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
5 \0 {) |" g* f! q+ B! s. Barm-linux-ld –Ttext 0x30000000 x.o y.o –o xy.o。
$ }9 |, t, x$ Q* l% n, o# c3 A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。。。
; ~  F- ~! ~$ d" e! X. CARM汇编中，常有两种跳转方法：b跳转指令、ldr指令向PC赋值。
% O4 p* a7 V) n! K, N+ K6 X我自己经过归纳如下：
5 ?3 H( ^5 K; w7 r（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：
1 U7 d5 r* b' p. {/ P! a9 P8 v; y#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)
2 m0 ]2 F6 G) w  }  G8 O ldr r1, _TEXT_BASE   @测试判断是从Flash启动，还是RAM
3 ~/ D  I6 W7 `7 _, _' L9 P/ w: Q  G# 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
& h, J& o: A6 R' K2 c8 i$ j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。。。
" s# A0 Q3 r+ D7 IOUTPUT_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
% Q) K* o/ u( v  h" P  ]5 \OUTPUT_ARCH(arm)
;指定输出可执行文件的平台为ARM
, @& u6 a, Y+ uENTRY(_start)
;指定输出可执行文件的起始代码段为_start.
SECTIONS
{
( C! D4 O0 o$ f. = 0x00000000 ; 从0x0位置开始
. = ALIGN(4) ; 代码以4字节对齐
.text : ;指定代码段
2 f6 l* d2 Z8 C9 U8 L  L% j5 v{
: Y# q  |1 g: Qcpu/arm920t/start.o (.text) ; 代码的第一个代码部分
*(.text) ;其它代码部分
) p# L0 F% ^. B, |}
. J" X6 @" ?. ?0 h: B. = ALIGN(4)
( o$ g( g: K  d.rodata : { *(.rodata) } ;指定只读数据段
: H( V! j. ]: y- o: q. = ALIGN(4);
.data : { *(.data) } ;指定读/写数据段
. = ALIGN(4);
' a. N: `8 S+ W! v8 K( J.got : { *(.got) } ;指定got段, got段式是uboot自定义的一个段, 非标准段
0 A6 B4 Y0 h) r__u_boot_cmd_start = . ;把__u_boot_cmd_start赋值为当前位置, 即起始位置
4 I/ H3 V5 K' Y+ w# b: \/ x.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);
) D6 W3 A* l& ]5 v2 X! V, d__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
) a& m8 C: t* a1 r% m3 I9 Z_end = .; 把_end赋值为当前位置,即bss段的结束位置
- Q* I! ?/ \( w9 R3 h# N}

CCxiaom

u-boot.lds解读---详解