链接脚本文件、C源文件、arm汇编源文件中地址常量如何相互引用

程序员文章站 2022-06-22 19:27:19

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这里用到了u-boot工程中的一些例子进行说明。这些地址常量就是为了在链接脚本lds文件和C语言文件（或者汇编文件）之间传递地址值，有两种方法：

1. 在链接脚本文件中定义地址常量，然后再C文件或者汇编文件中使用；（以下一、二为这种方式）

2.在C文件或者汇编文件中自定义空段，在空段中放入空数组（C文件），直接操作数组名就是空段的地址。（以下三、四为这种方式）

一、lds中的地址常量在C文件中调用

这里以清除.bss段为例，

__bss_start = .;
.bss : { *(.bss) }
_end = .;

在.bss段（默认就存在的段，用于存放未初始化的全局变量），开头和结尾引入两个地址常量__bss_start 和 _end ，在C代码中可以直接使用这两个地址常量，需要先用extern进行生命，如下：

void clean_bss(void)
{
extern int __bss_start, _end;
int *p = &__bss_start;
   
for (; p < &_end; p++)
        *p = 0;
}

详细参见：https://blog.csdn.net/thisway_diy/article/details/101016296

二、lds中的地址常量在汇编文件中调用

仍然以清除.bss段为例，只不过这次使用汇编代码清除.bss段，连接脚本如下（参考正点原子的例程）：

SECTIONS{
    . = 0x87800000;
    .text :
    {
        objs/start.o
        *(.text)
    }
    .rodata ALIGN(4) : {*(.rodata*)}
    .data ALIGN(4) : {*(.data)}
    . = ALIGN(4);
    __bss_start = .;
    .bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(.COMMON) }
    __bss_end = .;
}

在汇编中调用如下：

.globl _bss_start
_bss_start:
        .word __bss_start

.globl _bss_end
_bss_end:
        .word __bss_end

/* 复位中断 */
Reset_Handler:

    /*清除BSS段*/
    ldr r0, _bss_start
    ldr r1, _bss_end
    mov r2, #0
bss_loop:
    stmia r0!, {r2}
    cmp r0, r1
    ble bss_loop

可以看到要先将常量通过.word存放到内存中，然后再读入寄存器中进行操作，当然，由于__bss_start __bss_end本来就是常量，所以也可以借助伪指令ldr直接读入寄存器，如下（详见：https://blog.csdn.net/zhoudengqing/article/details/41346679?utm_source=blogxgwz2）：

    @++++clear the BSS section++++
    ldr     r2,=__bss_start__
    ldr     r3,=__bss_end__
    mov     r12,#0
bss_loop:
    cmp     r2,r3 
    stmltia r2!,{r12}
    blt     bss_loop  
    @----clear the BSS section----

三、C文件中的地址常量如何在lds文件中调用

其实lds是不能直接使用C文件中的地址常量的，要借助自定义段名来实现，如下__bss_end常量是C文件sections.c中定义的，如下：

char __bss_start[0] __attribute__((section(".__bss_start")));
char __bss_end[0] __attribute__((section(".__bss_end")));

可以看到__bss_end是一个长度为0的数组，作用只是用来记录地址，所以长度为0，使用 __attribute__((section(".__bss_end")))的作用是讲这个长度为0的数组放到段名为.__bss_end的段里面，由于数组长度为0，所以.__bss_end段同样不占用内存空间，.__bss_end段可以通过lds文件的配置，放在特定的位置，这里放在默认的.bss段结尾，这样我们就可以在c文件中通过数组的地址，来知道.bss段的实际结束地址，如下：gd->mon_len = (ulong)&__bss_end - (ulong)_start; 用来获取整个u-boot镜像的大小。

static int setup_mon_len(void)
{
#if defined(__ARM__) || defined(__MICROBLAZE__)
    gd->mon_len = (ulong)&__bss_end - (ulong)_start;
#elif defined(CONFIG_SANDBOX) || defined(CONFIG_EFI_APP)
    gd->mon_len = (ulong)&_end - (ulong)_init;
#elif defined(CONFIG_BLACKFIN) || defined(CONFIG_NIOS2)
    gd->mon_len = CONFIG_SYS_MONITOR_LEN;
#elif defined(CONFIG_NDS32)
    gd->mon_len = (ulong)(&__bss_end) - (ulong)(&_start);
#else
    /* TODO: use (ulong)&__bss_end - (ulong)&__text_start; ? */
    gd->mon_len = (ulong)&__bss_end - CONFIG_SYS_MONITOR_BASE;
#endif
    return 0;
}

在u-boot.lds文件中对.__bss_end段配置如下：

 .bss_start __rel_dyn_start (OVERLAY) : {
  KEEP(*(.__bss_start));
  __bss_base = .;
 }
 .bss __bss_base (OVERLAY) : {
  *(.bss*)
   . = ALIGN(4);
   __bss_limit = .;
 }
 .bss_end __bss_limit (OVERLAY) : {
  KEEP(*(.__bss_end));
 }

.bss_start段可以看成一个外层的段，里面只放了一个内层的段，段名是.__bss_start，由于.__bss_start段没有内容，所以.bss_start也没有内容，只是为了在C文件中能过获取接下来的真正有用的段.bss段的起始地址。

可以看到.bss段是真正存放未初始化全局变量的段，接下来又有一个.bss_end段，里面的内层段就是上述我们C代码中提到的段.__bss_end段。

.bss_start 和.bss_end都不占内存，空间排布上一个位于.bss段开头，一个位于.bss段结尾，作用是把.bss段的开始地址和结束地址传递给C程序。

四、汇编文件中的地址常量如何在lds文件中调用

汇编文件中地址常量和C文件类似，也是借助段名来让lds文件使用，如下vectors.S文件中

.globl _start

/*
 *************************************************************************
 *
 * Vectors have their own section so linker script can map them easily
 *
 *************************************************************************
 */

	.section ".vectors", "ax"

定义了段名为.vectors的段，这里.section伪指令就不详解了，可以参考https://www.iteye.com/blog/xp9802-2012231

段.vectors在u-boot.lds文件中的调用如下：

 .text :
 {
  *(.__image_copy_start)
  *(.vectors)
  arch/arm/cpu/armv7/start.o (.text*)
  *(.text*)
 }
 . = ALIGN(4);
 .rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }
 . = ALIGN(4);
 .data : {
  *(.data*)
 }

在外层段.text（默认就有的段）中，第一个内层段是是.__image_copy_start段（C源码中自定义的段），第二个内层段是.vectors，这个是上述汇编代码中定义的段，接下来第三个内存段是start.o文件的.text段，*表示所有start.o文件中所有已.text开头的段（文本段），第四个是其他所有汇编文件、C文件中的.text段（文本段），其实.__image_copy_start段和.vectors段都不占空间，只是为了为汇编程序或者C程序提供源码的开头地址，然后将arch/arm/cpu/armv7/start.o文件中的文本段单独列出来，是为了将中断向量表放在整个代码的最开头，接下来才是其他所有文件的文本段。

本文地址：https://blog.csdn.net/xiaoyink/article/details/108348928

链接脚本文件、C源文件、arm汇编源文件中 地址常量 如何相互引用

一、lds中的地址常量在C文件中调用

二、lds中的地址常量在汇编文件中调用

三、C文件中的地址常量如何在lds文件中调用

四、汇编文件中的地址常量如何在lds文件中调用