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1. 前言
每一个链接过程都由链接脚本控制,一般以lds作为文件的后缀名。链接脚本主要用于规定如何把输入文件内的section放入输出文件内, 并控制输出文件内各部分在程序地址空间内的布局。
链接器有个默认的内置连接脚本, 可用ld –verbose查看.
链接选项-r和-N可以影响默认的链接脚本，-T选项用以指定自己的链接脚本, 它将代替默认的链接脚本。你也可以使用以增加自定义的链接命令.以下没有特殊说明，链接器指的是静态连接器.
2.基本概念
链接器
把一个或多个输入文件合成一个输出文件.
输入文件
目标文件或链接脚本文件.
输出文件
目标文件或可执行文件
目标文件(包括可执行文件)
具有固定的格式, 在UNIX或GNU/Linux平台下, 一般为ELF格式. 若想了解更多, 可参考 UNIX/Linux平台可执行文件格式分析
输入section和输出section
有时把输入文件内的section称为输入section(input section), 把输出文件内的section称为输出section(output sectin).
section
目标文件的每个section至少包含两个信息: 名字和大小.
大部分section还包含与它相关联的一块数据, 称为section contents(section内容).
loadable section和allocatable section
一个section可被标记为“loadable(可加载的)”或“allocatable(可分配的)”.
- loadable
可加载就是，原来目标文件里面包含对应的代码或数据，所以装载器要把这些内容load 到对应的地址，以便程序可以运行； - allocatable
-内容为空的section可被标记为“可分配的”. 在输出文件运行时, 在进程地址空间中空出大小同section指定大小的部分. 某些情况下, 这块内存必须被置零.可分配的，最简单理解就是.bss段，那里记录了人名，到时候，你要给这些人名分配空间，对应着也就是变量所要的具体内存空间。
VMA和LMA
每个“可加载的”或“可分配的”输出section通常包含两个地址:VMA和LMA
- VMA(virtual memory address)
虚拟内存地址或程序地址空间地址,执行输出文件时section所在的地址 - LMA(load memory address)
加载内存地址或进程地址空间地址,加载输出文件时section所在的地址
一般而言, 某section的VMA == LMA. 但在嵌入式系统中, 经常存在加载地址和执行地址不同的情况: 比如将输出文件加载到开发板的flash中(由LMA指定), 而在运行时将位于flash中的输出文件复制到SDRAM中(由VMA指定).
可这样来理解VMA和LMA, 假设:
(1) .data section对应的VMA地址是0×08050000, 该section内包含了3个32位全局变量, i、j和k, 分别为1,2,3.
(2) .text section内包含由”printf( “j=%d “, j );”程序片段产生的代码.
链接时指定.data section的VMA为0×08050000, 产生的printf指令是将地址为0×08050004处的4字节内容作为一个整数打印出来。
如果.data section的LMA为0×08050000，显然结果是j=2
如果.data section的LMA为0×08050004，显然结果是j=1
符号(symbol)
每个目标文件都有符号表(SYMBOL TABLE), 包含已定义的符号(对应全局变量和static变量和定义的函数的名字)和未定义符号(未定义的函数的名字和引用但没定义的符号)信息.
符号值: 每个符号对应一个地址, 即符号值(这与c程序内变量的值不一样, 某种情况下可以把它看成变量的地址). 可用nm命令查看它们. (nm的使用方法可参考本blog的GNU binutils笔记)
3. 脚本格式
链接脚本由一系列命令组成, 每个命令由一个关键字(一般在其后紧跟相关参数)或一条对符号的赋值语句组成. 命令由分号‘;’分隔开.
文件名或格式名内如果包含分号’;'或其他分隔符, 则要用引号‘”’将名字全称引用起来. 无法处理含引号的文件名.
/* */之间的是注释。
4. 简单例子
在介绍链接描述文件的命令之前, 先看看下述的简单例子:
SECTIONS
{
. = 0×10000;
.text : { *(.text) }
. = 0×8000000;
.data : { *(.data) }
.bss : { *(.bss) }
}
以上脚本将输出文件的text section定位在0×10000, data section定位在0×8000000:
. = 0×10000 : 把定位器符号置为0×10000 (若不指定, 则该符号的初始值为0).
.text : { *(.text) } : 将所有(*符号代表任意输入文件)输入文件的.text section合并成一个.text section, 该section的地址由定位器符号的值指定, 即0×10000.
. = 0×8000000 ：把定位器符号置为0×8000000
.data : { *(.data) } : 将所有输入文件的.data section合并成一个.data section, 该section的地址被置为0×8000000.
.bss : { *(.bss) } : 将所有输入文件的.bss section合并成一个.bss section，该section的地址被置为0×8000000+.data section的大小.
连接器每读完一个section描述后, 将定位器符号的值增加该section的大小.
注意: 此处没有考虑对齐约束.