关于uboot.lds文件的分析

gcc等编译器内置有缺省的连接脚本。如果采用缺省脚本，则生成的目标代码需要操作系统才能加载运行。为了能在嵌入式系统上直接运行，需要编写自己的连接脚本文件。编写连接脚本，首先要对目标文件的格式有一定了解。GNU编译器生成的目标文件缺省为elf格式。elf文件由若干段（section）组成，如不特殊指明，由C源程序生成的目标代码中包含如下段：.text（正文段）包含程序的指令代码；.data(数据段)包含固定的数据，如常量、字符串；.bss（未初始化数据段）包含未初始化的变量、数组等。C++源程序生成的目标代码中还包括.fini（析构函数代码）和.init（构造函数代码）等。有关elf文件格式，读者可自行参考相关资料。连接器的任务就是将多个目标文件的.text、.data和.bss等段连接在一起，而连接脚本文件是告诉连接器从什么地址开始放置这些段。

先看一下GNU官方网站上对.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。

看一个简单的例子：（摘自《2410完全开发》）

SECTIONS {

firtst 0x00000000 : { head.o init.o }

second 0x30000000 : AT(4096) { main.o }

}

以上，head.o放在0x00000000地址开始处，init.o放在head.o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）；main.o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0x30000000，运行之前需要从0x1000（加载处）复制到0x30000000（运行处），此过程也就用到了读取Nand flash。

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。

又如：

ENTRY(begin)

SECTION

{ .=0x00300000;

.text : { *(.text) }

.data: { *(.data) }

.bss: { *(.bss) }

}

　　其中，ENTRY(begin)指明程序的入口点为begin标号；.=0x00300000指明目标代码的起始地址为0x00300000，这一段地址可以是SDRAM的起始地址；.text : { *(.text) }表示从0x00300000开始放置所有目标文件的代码段，随后的.data: { *(.data) }表示数据段从代码段的末尾开始，再后是.bss段。

用连接器生成最终目标文件

编写好的.lds文件，在用arm-linux-ld连接命令时带-T filename来调用执行，如：arm-linux-ld –T nand.lds x.o y.o –o xy.o。也可以用-T
text参数直接指定连接地址，如：arm-linux-ld –T text 0x30000000 x.o y.o –o xy.o。

例如：有了连接脚本文件，如下命令可生成最终的目标文件：

arm-linux-ld -nostadlib -o bootstrap.elf -T link.lds init.o xmrecever.o flash.o。其中，ostadlib表示不连接系统的运行库，而是直接从begin入口；-o指明目标文件的名称；-T指明采用的连接脚本文件；最后是需要连接的目标文件列表。

生成二进制代码

　　连接生成的elf文件还不能直接下载执行，通过objcopy工具可生成最终的二进制文件： arm-linux-objcopy -O binary bootstrap.elf bootstrap.bin。其中

-O binary指定生成为二进制格式文件。Objcopy还可以生成S格式的文件，只需将参数换成-O srec。如果想将生成的目标代码反汇编，还可以用objdump工具：

arm-linux-objdump -D bootstrap.elf

至此，所生成的目标文件就可以直接写入Flash中运行了。

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下面，结合u-boot.lds看看一个正式的连接脚本文件。

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

;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 ; 指明目标代码的起始地址从0x0位置开始，"."代表的是当前位置

. = ALIGN(4) ; 代码以4字节对齐

.text : ;指定代码段

{

cpu/arm920t/start.o (.text) ; 代码的第一个代码部分，指明start.s是入口程序代码，被放到代码段的开头

*(.text) ;其它代码部分

}

. = ALIGN(4)

.rodata : { *(.rodata) } ;指定只读数据段，RO段

. = ALIGN(4);

.data : { *(.data) } ;指定读/写数据段，RW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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26 */

27 OUTPUT_FORMAT("elf32-ntradbigmips", "elf32-ntradbigmips", "elf32-ntradbigmips")

28 OUTPUT_ARCH(mips)

29 ENTRY(_start)

30 SECTIONS

31 {

32 . = 0x00000000;

33

34 . = ALIGN(4);

35 .text :

36 {

37 *(.text)

38 }

39

40 . = ALIGN(4);

41 .rodata : { *(.rodata) }

42

43 . = ALIGN(4);

44 .data : { *(EXCLUDE_FILE (*product.o) .data) }

45

46 . = ALIGN(4);

47 .sdata : { *(.sdata) }

48

49 _gp = ALIGN(16);

50

51 . = ALIGN(16);

52 __got_start = .;

53 .got : { *(.got) }

54 __got_end = .;

55

56 .sdata : { *(.sdata) }

57

58 . = ALIGN(32);

59 __u_boot_cmd_start = .;

60 .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }

61 __u_boot_cmd_end = .;

62

63 uboot_end_data = .;

64 num_got_entries = (__got_end - __got_start) >> 2;

65

66 . = ALIGN(4);

67 .sbss : { *(.sbss) }

68 .bss : { *(.bss) }

69 .data : {common/product.o (.data)}

70 uboot_end = .;

71

74

75 .debug 0 : { *(.debug) }

76 .line 0 : { *(.line) }

77

45

46 . = ALIGN(4);

47 .sdata : { *(.sdata) }

48

49 _gp = ALIGN(16);

50

51 . = ALIGN(16);

52 __got_start = .;

53 .got : { *(.got) }

54 __got_end = .;

55

56 .sdata : { *(.sdata) }

57

58 . = ALIGN(32);

59 __u_boot_cmd_start = .;

60 .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }

61 __u_boot_cmd_end = .;

62

63 uboot_end_data = .;

64 num_got_entries = (__got_end - __got_start) >> 2;

65

66 . = ALIGN(4);

67 .sbss : { *(.sbss) }

68 .bss : { *(.bss) }

69 .data : {common/product.o (.data)}

70 uboot_end = .;

71

la t3, in_ram

lw t2, -12(t3)

.word uboot_end_data

.word uboot_end

.word num_got_entries

in_ram:

==========================================================================

这段中，首先把代码段中in_ram符号 的位置，然后t3-12（3条指令的偏移），偏移后指向 代码中的 这条指令(.word uboot_end_data)的位置。然后从这个位置去一个值 。

LW指令的意思：load word 从这个位置，这里我理解成“把uboot_end_data这个变量的值赋给t2，这个值是在程序链接时按照uboot.lds的规则生成的。也就是上面我们说明的。”

看到这里，感觉在start.s代码中放入“ .word uboot_end_data ”其实就是为了搬移代码，因为 uboot_end_data的值是链接时根据uboot.lds生成的。所以这里 “ .word uboot_end_data ”的意思类似声明一个外部变量，放在这里，变量的值是以后确定的。（不知道对不对,先这样）

注意：

==================================================================================

addi t0, a2, in_ram - _start

synci 0($0)

j t0

nop

===================================================================================

这段代码中j到的地址实际是代码段中in_ram符号所指的地址，其后的指令对应了in_ram：符号后面的代码。

这些与u-boot.lds中的各种标号无关，in_ram这个标号在代码段！

in_ram符号是编译器编译uboot的时候生成的，放在uboot.bin文件的代码段，代码段的位置又是链接器根据uboot.lds文件决定的。