u-boot.lds解读---详解

baqiao

; N/ j* d; J$ q. x$ F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。
& d, r1 l" b2 D5 ]7 x) U先看一下GNU官方网站上对.lds文件形式的完整描述：
9 ?4 h( Z6 r7 T4 M
  ]8 S" |5 K* Q' I- x1 s
6 \2 q% z- Z+ ^5 g7 l, _% Z* lSECTIONS {
! F- V! {; s4 A+ f0 D, ]...
secname start BLOCK(align) (NOLOAD) : AT ( ldadr )
7 [% O& P: T) J6 {1 o) ?. }/ Z6 J{ contents } >region :phdr =fill
...
' i! W/ g0 J) J0 I4 B$ z4 c}
2 n9 N! b2 i( Y& S) Isecname和contents是必须的，其他的都是可选的。下面挑几个常用的看看：
$ d! a6 I! C% w! P1、secname：段名
  q, l; f/ y# X6 T' m+ m2、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）
2 G/ O0 z! W* ?. ]- C! g3、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。
( `/ i' X* T$ T* g& \0 F  u( e, g4、AT（ldadr）：定义本段存储（加载）的地址。
6 u2 C" h8 [, v- s. _% w! o; N看一个简单的例子：（摘自《2410完全开发》）

SECTIONS {
firtst 0x00000000 : { head.o init.o }
7 }# @4 J$ M5 D( u4 bsecond 0x30000000 : AT(4096) { main.o }
: Z! F/ g, e9 P8 `  f}
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。
& F) `' N) W. [( n0 \, g3 O& q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
6 g1 }* {* B, P( K' O& X* b" ?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
' S( _' h, n% z$ v* garm-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。。。
) C/ o8 W9 N& J$ zARM汇编中，常有两种跳转方法：b跳转指令、ldr指令向PC赋值。
. K* _" P- y4 E我自己经过归纳如下：
（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。
  R0 D' d6 u5 ?4 O1 Q. z（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
  k  k& H6 E9 A* ]; z6 badr 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：
7 c" e% |/ k5 v7 Y5 T3 x2 {#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, _TEXT_BASE   @测试判断是从Flash启动，还是RAM
2 Y, f8 K! C# g8 x9 }, M, @" \& f# 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
OUTPUT_ARCH(arm)
;指定输出可执行文件的平台为ARM
5 h' T4 w4 R1 E7 e+ {ENTRY(_start)
& J6 d; N& V  P: m* m' {) O  A, [;指定输出可执行文件的起始代码段为_start.
SECTIONS
{
0 l3 b) r; @( u4 y- Z6 y. = 0x00000000 ; 从0x0位置开始
9 |: T1 h6 M/ h( ?/ g$ U2 M, t. = ALIGN(4) ; 代码以4字节对齐
.text : ;指定代码段
1 k# k- F" b9 i# p7 F9 U{
! X! p8 D1 {! N( y4 m% v1 E& p3 xcpu/arm920t/start.o (.text) ; 代码的第一个代码部分
& Y3 x4 {' _% C9 Y: b! K1 |*(.text) ;其它代码部分
}
% }2 ], P0 m7 B6 b  b. = ALIGN(4)
.rodata : { *(.rodata) } ;指定只读数据段
2 S7 n+ b% Z6 ^4 o- n% k. = ALIGN(4);
.data : { *(.data) } ;指定读/写数据段
8 i" X9 t; W6 q7 o! R. = 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.
/ q) U( |8 S+ x, T__u_boot_cmd_end = .;把__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置
1 {  Z) }7 |5 g. = ALIGN(4);
5 a( R8 G" O# l__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
5 r! m* J# y, [3 k) S_end = .; 把_end赋值为当前位置,即bss段的结束位置
}

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