ARM Linux ld指令详解(二)

2014-11-24 08:54:37 ? 作者: ? 浏览: 2
;



.bss ALIGN(16) : {


bss_start = .;


*(.bss)


*(COMMON)


bss_end = .;


}



.comment ALIGN(16) : {


*(.comment)


}


stack_point = __boot_start + 0x00100000;


loader_size = __boot_end - __boot_start;


setup_size = setup_block_end - setup_block;


}


=============================


在SECTIONS命令中的类似于下面的描述结构就是输出段描述:


.start ALIGN(4) : {


*(.text.start)


}


.start 为output section name,ALIGN(4)返回一个基于location counter(.)的4字节对齐的地址值。*(.text.start)是输入段描述,*为通配符,意思是把所有被链接的object文件中的.text.start段都链接进这个名为.start的输出段。


源文件中所标识的section及其属性实际上就是对输入段的描述,例如.text.start输入段在源文件start.S中的代码如下:


.section .text.start


.global _start


_start :


b start


arm-elf-ld -Ttimer.lds -o timer_elf header .o


这里就必须存在一个timer.lds的文件。


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:


SECTIONS {
...
secname start BLOCK( align ) (NOLOAD) : AT ( ldadr )
{ contents } > region : phdr = fill
...
}



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


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)


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。


/* nand.lds */
SECTIONS {
firtst 0x00000000 : { head.o init.o }
second 0x30000000 : AT(4096) { main.o }
}


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
arm-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。


我自己经过归纳如下:


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。


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。


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


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:
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 */
/* 此句执行的结果 r1 始终是 0x33FF80000 ,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。


OUTPUT_FORMAT("elf32­littlearm", "elf32­littlearm", "elf32­littlearm")
; 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
ENTRY(_start)
; 指定输出可执行文件的起始代码段为 _start.
SECTIONS
{
. = 0x00000000 ; 从 0x0 位置开始
. = ALIGN(4) ; 代码以 4 字节对齐
.text : ; 指定代码段
{
cpu/arm920t/start.o (.text) ; 代码的第一个代码部分
*(.text) ; 其它代码部分
}
. = ALIGN(4)
.rodata : { *(.rodata) } ; 指定只读数据段
. = ALIGN(4);
.data : { *(.data) } ; 指定读 / 写数据段
. = 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 .

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