u-boot.lds链接脚本分析

    xiaoxiao2025-03-14  9

     LDFLAGS += -Bstatic -T /board/smdk2410/u-boot.lds -Ttext 0x33F80000中-Ttext 0x33F80000是指定代码段text的首地址是0x33F80000

    1、链接脚本格式

    <SECTIONS>基本命令 SECTIONS 描述输出文件的映射图 -> 输出文件各段、各文件怎么放置 一个SECTIONS命令内部包含一个或多个段,段是连接脚本的基本单元,它 表示输入文件某部分怎么放置; 格式: SECTIONS{   ... secname start ALIGN(align)(NOLOAD):AT(ldadr) {contents}>region:phdr=fill ... } secname:命名这个段   contents:用来确定代码的什么部分放在这个段 start:是这个段的重定位地址,也叫运行地址。如果代码中有位置无关的 指令,程序在运行时必须放在这个地址上。 ALIGN(align):虽然指定了运行地址,但仍可以使用ALIGN(align)来指定 对齐的要求---这个对齐的地址才是真正的地址 (NOLOAD):来告诉加载器,在运行时不用加载这个段 AT(ldadr):指定这个段在编译出来的映像文件中的地址——加载地址

    2、程序分析

    OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")

    /*指定输出可执行文件是elf格式,32ARM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 {

    /*指定可执行image文件的全局入口点,通常这个地址都放在ROM(flash)0x0位置。必须使编译器知道这个地址,通常都是修改此处来完成*/  . = 0x00000000;/*;0x0位置开始*/  . = ALIGN(4);/*代码以4字节对齐*/  .text :  {   cpu/arm920t/start.(.text) 

        /*代码的第一个代码部分*/     *(.text)

      /*下面依次为各个text段函数*/  }  . = ALIGN(4);

    /*代码以4字节对齐*/  .rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }

     /*指定只读数据段*/  . = ALIGN(4);

    /*代码以4字节对齐*/  .data : { *(.data) }  . = ALIGN(4);

    /*代码以4字节对齐*/  .got : { *(.got) }

    /*指定got, got段是uboot自定义的一个段非标准段*/  . = .;  __u_boot_cmd_start = .;

    /*__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, uboot把所有的uboot命令放在该段.*/  __u_boot_cmd_end = .;

     /*__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置*/  . = ALIGN(4);

    /*代码以4字节对齐*/  __bss_start = .;

     /*__bss_start赋值为当前位置,bss段的开始位置*/  .bss (NOLOAD) : { *(.bss) . = ALIGN(4); }

    /*指定bss,告诉加载器不要加载这个段*/  __bss_end = .;

    /*_end赋值为当前位置,bss段的结束位置*/ }

     

    3、查看反汇编文件

    看完上面的解析思路本来应该是很清晰的,于是乎编译u-boot,查看一下System.map,

     

    30100000 T _start

    30100020 t _undefined_instruction

    30100024 t _software_interrupt

    30100028 t _prefetch_abort

    3010002c t _data_abort

    30100030 t _not_used

    30100034 t _irq

    30100038 t _fiq

     

    发现 _start 的链接地址不是u-boot.lds中.text 的当前地址0x00000000,而是0x30100000,这就产生很多疑问了:

    (1)     为什么u-boot.lds指定的 .text 的首地址不起作用?

    (2)     0x30100000是什么地址,由谁指定.text的首地址是0x30100000的呢?

    (3)     假如有其他动作改变了 .text 的首地址,那么该动作跟u-boot.lds的优先级又是怎么决定的呢?

    其实这三个问题都在Makefile的LDFLAGS 变量和u-boot.lds 中找到答案。

    4、修改u-boot.lds

    我们不妨试着修改一下u-boot.lds,把u-boot.lds修改成如下(红色字体部分为修改过部分):

    OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")

    /*指定输出可执行文件是elf格式,32ARM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 {

    /*指定可执行image文件的全局入口点,通常这个地址都放在ROM(flash)0x0位置。必须使编译器知道这个地址,通常都是修改此处来完成*/  . = 0x30000000;/*;0x0位置开始*/  . = ALIGN(4);/*代码以4字节对齐*/

    .rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }  . = ALIGN(4);

    /*代码以4字节对齐*/

     .text :  {   cpu/arm920t/start.o (.text) 

        /*代码的第一个代码部分*/     *(.text)

      /*下面依次为各个text段函数*/  } 

     /*指定只读数据段*/  . = ALIGN(4);

    /*代码以4字节对齐*/  .data : { *(.data) }  . = ALIGN(4);

    /*代码以4字节对齐*/  .got : { *(.got) }

    /*指定got, got段是uboot自定义的一个段非标准段*/  . = .;  __u_boot_cmd_start = .;

    /*__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, uboot把所有的uboot命令放在该段.*/  __u_boot_cmd_end = .;

     /*__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置*/  . = ALIGN(4);

    /*代码以4字节对齐*/  __bss_start = .;

     /*__bss_start赋值为当前位置,bss段的开始位置*/  .bss (NOLOAD) : { *(.bss) . = ALIGN(4); }

    /*指定bss,告诉加载器不要加载这个段*/  __bss_end = .;

    /*_end赋值为当前位置,bss段的结束位置*/ }

     

    上面对u-boot.lds主要做了两点修改

    (1)     把0x00000000 改成 0x30000000。

    (2)     把 .text 和 .rodata 存放的地址调换了位置。

    5、反汇编文件重查

    重新编译 u-boot, 查看System.map

    30000000 R version_string

    30000028 r C.27.2365

    .

    .

    .

    30100000 T _start

    30100020 t _undefined_instruction

    .

    .

    .6、 归纳

    从上面的System.map部分内容可以看出:

    (1)     u-boot.lds设定的地址(0x00000000或0x30000000)是有效的。

    (2)     .text的地址仍然是30100000

     

    跟着我们查看Makefile中的LDFLAGS变量,发现一条指令

    LDFLAGS += -Ttext $(TEXT_BASE)  其中TEXT_BASE 是在u-boot根目录的board文件夹的对应的开发板名字的子目录下的config.mk文件中定义的

    TEXT_BASE = 0x30100000

    看到这里我们应该明白为什么_start,也就是.text的首地址总是等于0x30100000了,在连接的时候ld命令会把参数-Ttext指定的地址赋给.text,所以.text在u-boot.lds中的默认地址(当前地址)不起作用了。

     

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