链接脚本文件语法详解.docx
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链接脚本文件语法详解
我们对每个c或者汇编文件进行单独编译，但是不去连接，生成很多.o的文件，这些.o文件首先是分散的，我们首先要考虑的如何组合起来；其次，这些.o文件存在相互调用的关系；再者，我们最后生成的bin文件是要在硬件中运行的，每一部分放在什么地址都要有仔细的说明。
我觉得在写makefile的时候，最为重要的就是ld的理解，下面说说我的经验：
首先，要确定我们的程序用没有用到标准的c库，或者一些系统的库文件，这些一般是在操作系统之上开发要注意的问题，这里并不多说，熟悉在Linux编程的人，基本上都会用ld命令；这里，我们从头开始,直接进行汇编语言的连接。
我们写一个汇编程序，控制GPIO，从而控制外接的LED，代码如下;
.text
.global_start
_start:
LDRR0,=0x@GPBCON寄存器
MOVR1,#0x00000400
strR1,[R0]
LDRR0,=0x
MOVR1,#0x00000000
STRR1,[R0]
MAIN_LOOP:
BMAIN_LOOP
代码很简单，就是一个对io口进行设置然后写数据。
我们看它是如何编译的，注意我们这里使用的不是arm-linux-gcc而是arm-elf-gcc，二者之间没有什么比较大的区别，arm-linux-gcc可能包含更多的库文件，在命令行的编译上面是没有区别。
我们来看是如何编译的：
arm-elf-gcc-g-c-o首先纯编译不连接
arm-elf-ld-Ttext0x00000000-g-oled_on_elf
用Ttext指明我们程序存储的地方，这里生成的是elf文件，还不是我们真正的bin，但是可以借助一些工具可以进行调试。
然后：
arm-elf-objcopy-Obinary-Sled_on_elf
生成bin文件。
-T选项是ld命令中比较重要的一个选项，可以用它直接指明代码的代码段、数据段、bss段，对于复杂的连接，可以专门写一个脚本来告诉编译器如何连接。
-Ttextaddr
-Tdataaddr
-Tbssaddr
arm-elf-ld-Ttext0x00000000-g-oled_on_elf，运行地址为0x00000000，由于没有指明数据段和bss，他们会默认的依次放在后面。
相同的代码不同的Ttext，你可以对比一下他们之间会变的差异，ld会自动调整跳转的地址。
第二个概念：
section，section可以理解成一块，例如像c里面的一个子函数，就是一个section，链接器ld把object文件中的每个section都作为一个整体，为其分配运行的地址（memorylayout），这个过程就是重定位（relocation）；最后把所有目标文件合并为一个目标文件。
链接通过一个linkerscript来控制，这个脚本描述了输入文件的sections到输出文件的映射，以及输出文件的memorylayout。
因此，linker总会使用一个linkerscript，如果不特别指定，则使用默认的script；可以使用‘-T’命令行选项来指定一个linkerscript。
＊映像文件的输入段与输出段
linker把多个输入文件合并为一个输出文件。
输出文件和输入文件都是目标文件（objectfile），输出文件通常被称为可执行文件（executable）。
每个目标文件都有一系列section，输入文件的section称为inputsection，输出文件的section则称为outputsection。
一个section可以是loadable的，即输出文件运行时需要将这样的section加载到memory（类似于RO&RW段）；也可以是allocatable的，这样的section没有任何内容，某些时候用0对相应的memory区域进行初始化（类似于ZI段）；如果一个section既非loadable也非allocatable，则它通常包含的是调试信息。
每个loadable或allocatable的outputsection都有两个地址，一是VMA（virtualmemoryaddress），是该section的运行时域地址；二是LMA（loadmemoryaddress），是该section的加载时域地址。
可以通过objdump工具附加'-h'选项来查看目标文件中的sections。
＊简单的Linkerscript
（1）SECTIONS命令：
TheSECTIONScommandtellsthelinkerhowtomapinputsectionsintooutputsections,andhowtoplacetheoutputsectionsinmemory.
命令格式如下：
SECTIONS
{
sections-command
sections-command
......
}
其中sections-command可以是ENTRY命令，符号赋值，输出段描述，也可以是overlay描述。
（2）地址计数器‘.’（locationcounter）：
该符号只能用于SECTIONS命令内部，初始值为‘0’，可以对该符号进行赋值，也可以使用该符号进行计算或赋值给其他符号。
它会自动根据SECTIONS命令内部所描述的输出段的大小来计算当前的地址。
（3）输出段描述（outputsectiondescription）：
前面提到在SECTIONS命令中可以作输出段描述，描述的格式如下：
section[address][（type）]:
[AT（lma）]
{
output-section-command
output-section-command
...
}[>region][AT>lma_region][:
phdr:
phdr...][=fillexp]
很多附加选项是用不到的。
其中的output-section-command又可以是符号赋值，输入段描述，要直接包含的数据值，或者某一特定的输出段关键字。
＊linkerscript实例
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
OUTPUT_ARCH（arm）
ENTRY（_start）
SECTIONS{
.=0xa3f00000;
__boot_start=.;
.startALIGN（4）:
{
*（.
}
.setupALIGN（4）:
{
setup_block=.;
*（.setup）
setup_block_end=.;
}
.textALIGN（4）:
{
*（.text）
}
.rodataALIGN（4）:
{
*（.rodata）
}
.dataALIGN（4）:
{
*（.data）
}
.gotALIGN（4）:
{
*（.got）
}
__boot_end=.;
.bssALIGN（16）:
{
bss_start=.;
*（.bss）
*（COMMON）
bss_end=.;
}
mentALIGN（16）:
{
*ment）
}
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：
.startALIGN（4）:
{
*（.
}
.start为outputsectionname，ALIGN（4）返回一个基于locationcounter（.）的4字节对齐的地址值。
*（.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.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.输入段在源文件中的代码如下：
.section.
.global_start
_start:
bstart
arm-elf-ld-otimer_elfheader.o
这里就必须存在一个的文件。
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{
...
secnamestartBLOCK（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。
/**/
SECTIONS{
firtst0x00000000:
{}
second0x:
AT（4096）{}
}
以上，放在0x00000000地址开始处，放在后面，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）；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0x，运行之前需要从0x1000（加载处）复制到0x（运行处），此过程也就用到了读取Nandflash。
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––o。
也用-Ttext参数直接指定连接地址，如
arm-linux-ld–Ttext0x–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：
bstep1：
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。
ldrpc,=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
adrr0,_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/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）*/
ldrr1,_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）*/
cmpr0,r1/*比较r0和r1，调试的时候不要执行重定位*/
下面，结合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/（.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.
__u_boot_cmd_end=.;把__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置
.=ALIGN（4）;
__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
_end=.;把_end赋值为当前位置,即bss段的结束位置
}
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