u-boot lds文件詳解

對於.lds文件，決定一個可執行程序的各個段的存儲位置,以及入口地址，這也是鏈接定位的作用。這裏以u-boot的lds爲例說明uboot的鏈接過程。

首先看一下GNU官方網站上對.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是必須的，前者用來命名這個段，後者用來確定代碼中的什麼部分放在這個段，以下是對這個描述中的一些關鍵字的解釋。
1、secname：段名
2、contents：決定哪些內容放在本段，可以是整個目標文件，也可以是目標文件中的某段（代碼段、數據段等）
3、start：是段的重定位地址，本段連接（運行）的地址，如果代碼中有位置無關指令，程序運行時這個段必須放在這個地址上。start可以用任意一種描述地址的符號來描述。
4、AT（ldadr）：定義本段存儲（加載）的地址，如果不使用這個選項，則加載地址等於運行地址，通過這個選項可以控制各段分別保存於輸出文件中不同的位置。
例：

/* nand.lds */
SECTIONS {
firtst 0x00000000 : { head.o init.o }
second 0x30000000 : AT(4096) { main.o }
}
    以上，head.o放在0x00000000地址開始處，init.o放在head.o後面，他們的運行地址也是0x00000000，即連接和存儲地址相同（沒有AT指定）；main.o放在4096（0x1000，是AT指定的，存儲地址）開始處，但它的運行地址在0x30000000，運行之前需要從0x1000（加載地址處）複製到0x30000000（運行地址處），此過程也就需要讀取 flash，把程序拷貝到相應位置才能運行。這就是存儲地址和運行地址的不同，稱爲加載時域和運行時域，可以在.lds連接腳本文件中分別指定。

編寫好的.lds文件，在用arm-linux-ld連接命令時帶-Tfilename來調用執行，如
arm-linux-ld –Tnand.lds x.o y.o –o xy.o。也用-Ttext參數直接指定連接地址，如
arm-linux-ld –Ttext 0x30000000 x.o y.o –o xy.o。
既然程序有了兩種地址，就涉及到一些跳轉指令的區別。
ARM彙編中，常有兩種跳轉方法：b跳轉指令、ldr指令向PC賦值。
要特別注意這兩條指令的意思：
（1）       b step：b跳轉指令是相對跳轉，依賴當前PC的值，偏移量是通過該指令本身的   bit[23:0]算出來的，這使得使用b指令的程序不依賴於要跳到的代碼的位置，只看指令本身。
（2）       ldr pc, =step ：該指令是一個僞指令編譯後會生成以下代碼：
       ldr pc, 0x30008000
       <0x30008000>
                        step
    是從內存中的某個位置（step）讀出數據並賦給PC，同樣依賴當前PC的值，但是偏移量是step的連接地址（運行時的地址），所以可以用它實現從Flash到RAM的程序跳轉。
（3） 此外，有必要回味一下adr僞指令，U-boot中那段relocate代碼就是通過adr實現當前程序是在RAM中還是flash中：
         relocate:                                   /* 把U-Boot重新定位到RAM */
              adr r0, _start                       /* r0是代碼的當前位置 */
/* adr僞指令，彙編器自動通過當前PC的值算出這條指令中“_start"的值，執行到_start時PC的值放到r0中：
當此段在flash中執行時r0 = _start = 0；當此段在RAM中執行時_start = _TEXT_BASE(在board/smdk2410/config.mk中指定的值爲0x33F80000，即u-boot在把代碼拷貝到RAM中去執行的代碼段的開始) */
    ldr r1, _TEXT_BASE                       /* 測試判斷是從Flash啓動，還是RAM */
/* 此句執行的結果r1始終是0x33FF80000，因爲此值是鏈接指定的 */
    cmp r0, r1                                    /* 比較r0和r1，調試的時候不要執行重定位 */
    結合u-boot.lds談談連接腳本。
OUTPUT_FORMAT("elf32&shy;littlearm", "elf32&shy;littlearm", "elf32&shy;littlearm")
                                                        ;指定輸出可執行文件是elf格式,32位ARM指令,小端
OUTPUT_ARCH(arm)
                                                        ;指定輸出可執行文件的平臺爲ARM
ENTRY(_start)
                                                        ;指定輸出可執行文件的起始代碼段爲_start.
SECTIONS
{
        . = 0x00000000            ; 定位當前地址爲0地址
        . = ALIGN(4)                ; 代碼以4字節對齊
        .text :                                       ;指定代碼段
        {
           cpu/arm920t/start.o (.text) ; 代碼的第一個代碼部分
          *(.text)                        ;其它代碼部分
        }
        . = ALIGN(4)
        .rodata : { *(.rodata) }        ;指定只讀數據段
        . = ALIGN(4);
        .data : { *(.data) }            ;指定讀/寫數據段
        . = ALIGN(4);
        .got : { *(.got) }                        ;指定got段, got段式是uboot自定義的一個段, 非標準段
         __u_boot_cmd_start = .          ;把__u_boot_cmd_start賦值爲當前位置, 即起始位置
        .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }          ;指定u_boot_cmd段, uboot把所有的uboot命令放在該段.
         __u_boot_cmd_end = .                          ;把__u_boot_cmd_end賦值爲當前位置,即結束位置
        . = ALIGN(4);
         __bss_start = .                                       ; 把__bss_start賦值爲當前位置,即bss段的開始位置
        .bss : { *(.bss) }                        ; 指定bss段
         _end = .                                  ; 把_end賦值爲當前位置,即bss段的結束位置
}