linkscrpit

时间:2022-11-13 12:15:26
一 section是什么?
好吧,我们需要解释一下平时编译链接生成的二进制可执行程序(比如说ELF,EXE也行),so或者dll,内核(非压缩的,参加本系列第一节内容、vmlinux),或者ko是怎么组织的。
其实,大家或多或少都知道这些二进制中包括有什么text/bss/data节(也叫section)。text节存储的是代码、data存储的是已经初始化的静态变量、bss节存储的是未初始化的什么东西...
上面的东西我就不细究了。反正一点,一个二进制,最终会包含很多section。那么,为什么section叫text/bss/data,能叫别的名字吗?
OK,可以。但是你得告诉ld,那么这些内容就通过-T选项指定一个linker script就行了。这些内容我们放到后面的实例中来介绍。
二 link script基础知识介绍
linker script中的语法是linker command language(很简单的language,大家不用害怕...)。那么LS的目的是什么呢?
  • LS描述输入文件(也就是gcc -c命令产生的.o文件即object文件)中的section最终如何对应到一个输出文件。这个其实好理解,例如一个elf由三个.o文件构成,每个.o文件都有text/data/bss段,但最终的那一个elf就会将三个输入的.o文件的段合并到一起。
好了,下面我们介绍一些基本知识:
  • ld的功能是将input文件组装成一个output文件。这些文件内部的都有特殊的组织结构,这种结构被叫做object file format。每一个文件叫做object file(这可能就是.o文件的来历吧。哈哈),输出文件也叫可执行文件(an executable),但是对于ld来说,它也是一种object文件。那么Object文件有什么特殊的地方呢?恩,它内部组织是按照section(段、或者节,以后不再区分二者)来组织的。一句话,object文件内部包含段......
  • 每个段都有名字和size。另外,段内部还包含一些数据,这些数据叫做section contents,以后称段内容。每个段有不同的属性。例如text段标志为可加载(loadable),表示该段内的contents在运行时候(当然指输出文件执行的时候)需要加载到内存中。另外一些段中没有contents,那么这些段标示为allocatable,即需要分配一些内存(有时候这些内存会被初始化成0,这里说的应该是BSS段。BSS段在二进制文件中没有占据空间,即磁盘上二进制文件的大小比较小,但是加载到内存后,需要为BSS段分配内存空间。),还有一些段属于debug的,这里包含一些debug信息。
  • 既然需要加载到内存中,那么加载到内存的地址是什么呢?loadable和allocable的段都有两个地址,VMA:虚拟地址,即程序运行时候的地址,例如把text段的VMA首地址设置为0x800000000,那么运行时候的首地址就是这个了。另外还有一个LMA,即Load memory address。这个地址是section加载时的地址。晕了吧?二者有啥区别?一般情况下,VMA=LMA。但也有例外。例如设置某数据段的LMA在ROM中(即加载的时候拷贝到ROM中),运行的时候拷贝到RAM中,这样LMA和VMA就不同了。---------》很难搞懂不是?这种方法用于初始化一些全局变量,基于那种ROM based system。(问一个问题,run的时候,怎么根据section中的VMA进行相应设置啊??以后可能需要研究下内核中关于execve实现方面的内容了)。关于VMA和LMA,大家通过objdump -h选项可以查看
三 简单例子
下面来一个简单例子,

 SECTIONS

{
       . = 0x10000;
       .text : { *(.text) }
       . = 0x8000000;
       .data : { *(.data) }
       .bss : { *(.bss) }
 }


  • SECTIONS是LS语法中的关键command,它用来描述输出文件的内存布局。例如上例中就含text/data/bss三个部分(实际上text/data/bss才是段,但是SECTIONS这个词在LS中是一个command,希望各位看官要明白)。
  • .=0x10000; 其中的.非常关键,它代表location counter(LC)。意思是.text段的开始设置在0x10000处。这个LC应该指的是LMA,但大多数情况下VMA=LMA。
  • .text:{*(.text)},这个表示输出文件的.text段内容由所有输入文件(*)的.text段组成。组成顺序就是ld命令中输入文件的顺序,例如1.obj,2.obj......
  • 此后,由来了一个.=0x800000000;。如果没有这个赋值的,那么LC应该等于0x10000+sizeof(text段),即LC如果不强制指定的话,它默认就是上一次的LC+中间section的长度。还好,这里强制指定LC=0X800000000.表明后面的.data段的开始位于这个地址。
  • .data和后面的.bss表示分别有输入文件的.data和.bss段构成。
你看,我们从这个LC文件中学到了什么?
恩,我们可以任意设置各个段的LMA值。当然,绝大部分情况,我们不需要有自己的LS来控制输出文件的内存布局。不过LK(linux kernel)可不一样了......

相关文章