驱动开发学习笔记. 0.07 Uboot链接地址 加载地址 和 链接脚本地址

驱动开发学习笔记. 0.07 Uboot链接地址 加载地址 和 链接脚本地址

最近重新看了乾龙_Heron的《ARM 上电启动及 Uboot 代码分析》（下简称《代码分析》）

文档里写道：

 

Uboot.lds文件中起始地址是0x00，但是config.mk中的TEXT_BASE是0x57e00000，但是生成的uboot反汇编文件中，为什
么start.s的第一条指令地址也是0x57e00000？不应该是0x00么？因为start.s的加载地址和运行地址都是0x00啊！？

答：Uboot.lds的0x00：

跟在SECTION后面的第一条

location counter，总是默认初始化为0。config.mk中的TEXT_BASE就是ROM在CPU上的地址，也就是说，
不同的CPU已经规定了不同的ROM地址

　

先来看看笔者这篇文章标题的关键字：链接地址 加载地址 

《代码分析》中也给了答案

 连接地址<==>运行地址

 存储地址<==>加载地址

（1）对于有操作系统时，运行地址与加载地址不同，在加载过程中装载器就把段加载到它应该去的连接地址处（也就是生成该段时的运行地址）

（2）对于uboot，运行地址与加载地址不同时，需要它自己（例如前4k代码）将自己加载到运行地址处执行。

　　

那么什么是链接脚本地址，来看一段链接脚本的内容：

SECTIONS

{

       . = 0x08048000;

       tinytext : { *(.test) *(.rodata)}

       . = 0x08088000;

       tinydata : {*(.data)}

}

用过脚本代码的人知道，.test段和.rodata将紧跟在0x08048000地址后面，这种在链接脚本上假定的地址，称为链接脚本地址（未知是否有更专业的名称，暂用此名）。为什么我要说是假定呢？因为在ld命令中可以覆盖lds脚本设定段的地址，就是《代码分析》中出现的.lds的地址被.mk文件（.mk文件，其实就是makefile文件）中的TEXT_BASE修改了。

上面已经提到，链接地址就是代码运行地址，运行地址我们可以通过对执行文件的反汇编得到；那我们来做一个实验，看lds文件中的地址是不是代码链接地址，

下面用gcc -c 和 ld 来编译链接代码（参考程序员的自我修养 p125）

c代码

int aa=8;

void main(void)

{

       int i=0;

       aa = i;

}

 

.lds 代码

ENTRY(main)
SECTIONS

{
       . = 0x08048000;

       tinytext : { *(.test) *(.rodata)}

       . = 0x08088000;

       tinydata : {*(.data)}
}

然后

$ gcc -c -fno-builtin ttext.c
$ ld -static -T test_Ttext.lds -o ttext ttext.o
$ objdump -S ttext

ttext:     file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
0000000008048000 <main>:
 8048000:    55                          push   %rbp
 8048001:    48 89 e5               mov    %rsp,%rbp
 8048004:    c7 45 fc 00 00 00 00 movl   $0x0,-0x4(%rbp)
 804800b:    8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax
 804800e:    89 05 ec ff 03 00           mov    %eax,0x3ffec(%rip)        # 8088000 <aa>
 8048014:    5d                          pop    %rbp
 8048015:    c3                   retq  

我们看看符号表：
$ objdump -t ttext
ttext:     file format elf64-x86-64
SYMBOL TABLE:
0000000008048000 l    d  .text 0000000000000000 .text
0000000008048018 l    d  .eh_frame      0000000000000000 .eh_frame
0000000008088000 l    d  tinydata   0000000000000000 tinydata
0000000000000000 l    d  .comment       0000000000000000 .comment
0000000000000000 l    df *ABS*     0000000000000000 ttext.c
0000000000000000 l    df *ABS*     0000000000000000
0000000008088000 g     O tinydata  0000000000000004 aa
0000000008048000 g     F .text 0000000000000016 main

　　

从上面这个实验，我们可以看出来，链接脚本地址和链接地址居然是一样的！

那么，到底.mk文件里面做了什么，使TEXT_BASE成为了代码的地址？关键一点就是.mk在ld 中加了一个选项 -Ttext，这个选项使得.text地址的链接地址为此选项的参数TEXT_BASE。

我们来看一下是不是：

 

之前我们的ld没有加选项-Ttext，现在加上试试

$ ld -static -T test_Ttext.lds -o ttext ttext.o -Ttext 0xff

$ objdump -S ttext
ttext:     file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
00000000000000ff <main>:
  ff:       55                          push   %rbp
 100:     48 89 e5               mov    %rsp,%rbp
 103:     c7 45 fc 00 00 00 00 movl   $0x0,-0x4(%rbp)
 10a:     8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax
 10d:     89 05 ed 7e 08 08          mov    %eax,0x8087eed(%rip)        # 8088000 <aa>
 113:     5d                          pop    %rbp
 114:     c3                   retq  

我们可以发现，.text的地址变成了0xff 跟我们输入的参数一样
再看看符号表

$ objdump -t ttext

 

ttext:     file format elf64-x86-64

 

SYMBOL TABLE:

0000000008088000 l    d  tinydata   0000000000000000 tinydata

00000000000000ff l    d  .text   0000000000000000 .text

0000000008088008 l    d  .eh_frame      0000000000000000 .eh_frame

0000000000000000 l    d  .comment       0000000000000000 .comment

0000000000000000 l    df *ABS*     0000000000000000 ttext.c

0000000000000000 l    df *ABS*     0000000000000000

0000000008088000 g     O tinydata  0000000000000004 aa

00000000000000ff g     F .text   0000000000000016 main

　　

.text 段地址的确是变了，但是没有影响 data段

 在这样的试验结果下，可以确定的说,-Ttext选项会改变.text段的地址，这就是TEXT_BASE成为Uboot的代码段链接地址的原因

 

---

 

文章讨论Uboot代码段链接地址的问题到这里就结束了，下面将测试-Ttext 选项对.data是否会产生影响；

 

上面的实验将.data放在另一段，如果将.data放在tinytext中，是否会随着-Ttext改变.text的时候同时被改变呢？

 

$ cat test_Ttext.lds

ENTRY(main)

SECTIONS
{

       . = 0x08048000;

       tinytext : { *(.test)*(.data) *(.rodata)}
}

$ ld -static -T test_Ttext.lds -o ttext ttext.o -Ttext 0xff
$ objdump -S ttext
ttext:     file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
00000000000000ff <main>:
  ff:       55                          push   %rbp
 100:     48 89 e5               mov    %rsp,%rbp
 103:     c7 45 fc 00 00 00 00 movl   $0x0,-0x4(%rbp)
 10a:     8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax
 10d:     89 05 ed 7e 04 08          mov    %eax,0x8047eed(%rip)        # 8048000 <aa>
 113:     5d                          pop    %rbp
 114:     c3                    retq  

咦，怎么aa变成了tinytext的地址呢？
我们看看符号表
$ objdump -t ttext
ttext:     file format elf64-x86-64
SYMBOL TABLE:
0000000008048000 l    d  tinytext   0000000000000000 tinytext
00000000000000ff l    d  .text   0000000000000000 .text
0000000008048008 l    d  .eh_frame      0000000000000000 .eh_frame
0000000000000000 l    d  .comment       0000000000000000 .comment
0000000000000000 l    df *ABS*     0000000000000000 ttext.c
0000000000000000 l    df *ABS*     0000000000000000
0000000008048000 g     O tinytext  0000000000000004 aa
00000000000000ff g     F .text   0000000000000016 main

发现.text改变了，但是aa(.data)没有随.text而变，而是紧跟着tinytext的首地址

 

一个疑问，在开发过程中，可能板子的RAM地址比较低/高，那么我们要怎么改data和rodata字段使其符合内存的范围限制呢？