ARM LINKER

### ARM Linker 知识点详解 #### 1. 概论 ARM Linker 是一个重要的工具，用于处理目标文件并生成最终可执行文件或库文件。它通过一个链接脚本（linker script）来控制链接过程，这些脚本定义了如何组织输入文件中的各个部分（sections），以及它们在输出文件中的布局方式。链接脚本通常以 .lds 作为扩展名。 链接器有一个默认的内置链接脚本，可以通过 `ld --verbose` 命令查看。当使用 `-T` 选项时，可以指定一个自定义的链接脚本来覆盖默认的链接脚本。此外，`-r` 和 `-N` 选项也会影响链接过程。 #### 2. 基本概念 - **输入文件**：链接器处理的目标文件或链接脚本文件。 - **输出文件**：链接后的目标文件或可执行文件。 - **目标文件格式**：大多数现代操作系统采用 ELF (Executable and Linkable Format) 格式。 - **Section**：目标文件中的独立单元，如 `.text`（代码段）、`.data`（已初始化数据段）、`.bss`（未初始化数据段）等。 - **输入 Section**：输入文件中的 section。 - **输出 Section**：输出文件中的 section。 - **Loadable Section**：在程序运行时会加载到内存中的 section。 - **Allocatable Section**：在程序运行时会在内存中预留一定空间的 section，即使其中不包含任何实际数据。 #### 3. 脚本格式 链接脚本通常遵循特定的格式，其中包括定义内存布局、section 的排列、内存区域、程序头表等。这些脚本允许用户精确控制输出文件的结构。 #### 4. 简单例子 例如，一个简单的链接脚本可能只包含以下几行： ```plaintext OUTPUT_ARCH(arm) OUTPUT_FORMAT(elf32-littlearm) ENTRY(_start) SECTIONS { . = 0x80000000; .text : { *(.text) } .data : { *(.data) } .bss : { *(.bss) } } ``` 此脚本定义了输出文件的架构、格式，并指定了入口点 `_start`。它还定义了三个 section 的布局：`.text`、`.data` 和 `.bss`。 #### 5. 简单脚本命令 - **OUTPUT_ARCH(arch)**：指定输出文件的架构。 - **OUTPUT_FORMAT(format)**：指定输出文件的格式。 - **ENTRY(symbol)**：定义程序的入口点。 - **MEMORY**：定义可用的内存区域及其属性。 - **PHDRS**：定义程序头表（Program Header Table）的条目。 - **VERSION**：定义版本信息。 - **SECTIONS**：定义 section 的布局。 #### 6. 对符号的赋值 链接脚本可以通过符号来控制输出文件的行为。例如，可以设置符号的值或者控制它们在输出文件中的位置。 #### 7. SECTIONS 命令 `SECTIONS` 命令用于定义输出文件中 section 的布局。它允许指定 section 的起始地址、排序方式以及如何合并来自不同输入文件的相同类型的 section。 #### 8. MEMORY 命令 `MEMORY` 命令用于定义内存区域的特性，如其名称、起始地址、长度和类型（如可读/写、可执行等）。 #### 9. PHDRS 命令 `PHDRS` 命令用于定义程序头表的结构，这在创建可执行文件时特别有用。 #### 10. VERSION 命令 `VERSION` 命令用于定义输出文件的版本信息。 #### 11. 脚本内的表达式 链接脚本支持使用各种表达式来计算地址和其他值。例如，可以使用 `. = 0x80000000;` 来设置当前地址为 `0x80000000`。 #### 12. 暗含的连接脚本 除了显式的链接脚本外，还有一些暗含的连接脚本规则。例如，如果未指定某个 section，则链接器可能会按照默认规则来处理这些 section。 #### 总结 ARM Linker 及其链接脚本对于嵌入式系统开发至关重要，尤其是当需要对输出文件进行精细化控制时。了解链接脚本的基本概念、命令和格式可以帮助开发者更好地管理程序的布局和行为。通过合理的配置，可以优化程序的性能和资源使用。