【免费】Linux下的lds链接脚本详解1_连接脚本语法资源-CSDN文库

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一、概论

每一个链接过程都由链接脚本(linker script, 一般以 lds 作为文件的后缀名)控制. 链接脚

本主要用于规定如何把输入文件内的 section 放入输出文件内, 并控制输出文件内各部分在

程序地址空间内的布局. 但你也可以用连接命令做一些其他事情.

连接器有个默认的内置连接脚本, 可用 ld --verbose 查看. 连接选项-r 和-N 可以影响默认

的连接脚本(如何影响?).-T 选项用以指定自己的链接脚本, 它将代替默认的连接脚本。你也

可以使用以增加自定义的链接命令。以下没有特殊说明，连接器指的是静态连接器.

二、基本概念

链接器把一个或多个输入文件合成一个输出文件.

输入文件: 目标文件或链接脚本文件.

输出文件: 目标文件或可执行文件.

目标文件(包括可执行文件)具有固定的格式, 在 UNIX 或 GNU/Linux 平台下, 一般为 ELF

格式，有时把输入文件内的 section 称为输入 section(input section)，把输出文件内的 section

称为输出 section(output sectin)。

目标文件的每个 section 至少包含两个信息:名字和大小. 大部分 section 还包含与它相关

联的一块数据, 称为 section contents(section 内容). 一个 section 可被标记为“loadable(可加

载的)”或“allocatable(可分配的)”.

loadable section:在输出文件运行时, 相应的 section 内容将被载入进程地址空间中.

allocatable section:内容为空的 section 可被标记为“可分配的”. 在输出文件运行时,

在进程地址空间中空出大小同 section 指定大小的部分. 某些情况下, 这块内存必须被置零.

如果一个 section 不是“可加载的”或“可分配的”, 那么该 section 通常包含了调试信

息. 可用 objdump -h 命令查看相关信息.

每个“可加载的”或“可分配的”输出 section 通常包含两个地址:VMA(virtual memory

address 虚拟内存地址或程序地址空间地址)和 LMA(load memory address 加载内存地址或进

程地址空间地址). 通常 VMA 和 LMA 是相同的.

在目标文件中, loadable 或 allocatable 的输出 section 有两种地址:VMA(virtual Memory

Address)和 LMA(Load Memory Address). VMA 是执行输出文件时 section 所在的地址, 而 LMA

是加载输出文件时 section 所在的地址. 一般而言, 某 section 的 VMA == LMA. 但在嵌入式系

统中, 经常存在加载地址和执行地址不同的情况: 比如将输出文件加载到开发板的 flash 中

(由 LMA 指定), 而在运行时将位于 flash 中的输出文件复制到 SDRAM 中(由 VMA 指定).

可这样来理解 VMA 和 LMA,

假设:

(1) .data section 对应的 VMA 地址是 0x08050000, 该 section 内包含了 3 个 32 位全局变

量, i、j 和 k, 分别为 1,2,3.

(2) .text section 内包含由”printf(“j=%d “, j );”程序片段产生的代码.

连接时指定 .data section 的 VMA 为 0x08050000, 产生的 printf 指令是将地址为

0x08050004 处的 4 字节内容作为一个整数打印出来。

如果.data section 的 LMA 为 0x08050000，显然结果是 j=2

如果.data section 的 LMA 为 0x08050004，显然结果是 j=1

还可这样理解 LMA:

.text section 内容的开始处包含如下两条指令(intel i386 指令是 10 字节，每行对应 5 字

节):

jmp 0x08048285

movl $0x1,%eax

如果.text section 的 LMA 为 0x08048280, 那么在进程地址空间内 0x08048280 处为“jmp

0x08048285 ” 指令 , 0x08048285 处为 movl $0x1,%eax 指令 . 假设某指令跳转到地址

0x08048280, 显然它的执行将导致%eax 寄存器被赋值为 1.

如果.text section 的 LMA 为 0x08048285, 那么在进程地址空间内 0x08048285 处为“jmp

0x08048285 ” 指令 , 0x0804828a 处为 movl $0x1,%eax 指令 . 假设某指令跳转到地址

0x08048285, 显然它的执行又跳转到进程地址空间内 0x08048285 处, 造成死循环.

符号(symbol): 每个目标文件都有符号表(SYMBOL TABLE), 包含已定义的符号(对应全局

变量和 static 变量和定义的函数的名字)和未定义符号(未定义的函数的名字和引用但没定义

的符号)信息.

符号值: 每个符号对应一个地址, 即符号值(这与 c 程序内变量的值不一样, 某种情况下

可以把它看成变量的地址). 可用 nm 命令查看它们. (nm 的使用方法可参考本 blog 的 GNU

binutils 笔记)

三、脚本格式

链接脚本由一系列命令组成, 每个命令由一个关键字(一般在其后紧跟相关参数)或一条

对符号的赋值语句组成。命令由分号‘;’分隔开。文件名或格式名内如果包含分号’;'或其

他分隔符, 则要用引号‘”’将名字全称引用起来. 无法处理含引号的文件名.

/* */之间的是注释。

四、简单例子

在介绍链接描述文件的命令之前, 先看看下述的简单例子:

以下脚本将输出文件的 text section 定位在 0x10000, data section 定位在 0x8000000:

SECTIONS

{

. = 0x10000;

.text : { *(.text) }

. = 0x8000000;

.data : { *(.data) }

.bss : { *(.bss) }

}

解释一下上述的例子:

. = 0x10000 : 把定位器符号置为 0x10000 (若不指定, 则该符号的初始值为 0).

Commented [w1]: 位置信息

.text : { *(.text) } : 将所有(*符号代表任意输入文件)输入文件的.text section 合并成一个.text

section, 该 section 的地址由定位器符号的值指定, 即 0x10000.

. = 0x8000000 ：把定位器符号置为 0x8000000

.data : { *(.data) } : 将所有输入文件的.data section 合并成一个.data section, 该 section的地址

被置为 0x8000000.

.bss : { *(.bss) } : 将所有输入文件的.bss section 合并成一个.bss section，该 section 的地址被

置为 0x8000000+.data section 的大小.

连接器每读完一个 section 描述后, 将定位器符号的值*增加*该 section 的大小. 注意: 此处

没有考虑对齐约束.

五、简单脚本命令

ENTRY(SYMBOL)：将符号 SYMBOL 的值设置成入口地址。

入口地址(entry point)是指进程执行的第一条用户空间的指令在进程地址空间的地址

ld 有多种方法设置进程入口地址, 按一下顺序: (编号越前, 优先级越高)

1, ld 命令行的-e 选项

2, 连接脚本的 ENTRY(SYMBOL)命令

3, 如果定义了 start 符号, 使用 start 符号值

4, 如果存在.text section, 使用.text section 的第一字节的位置值

5, 使用值 0

INCLUDE filename: 包含其他名为 filename 的链接脚本

相当于 c 程序内的的#include 指令, 用以包含另一个链接脚本.

脚本搜索路径由-L 选项指定. INCLUDE 指令可以嵌套使用, 最大深度为 10. 即: 文件 1 内

INCLUDE 文件 2, 文件 2 内 INCLUDE 文件 3… , 文件 10 内 INCLUDE 文件 11. 那么文件 11 内

不能再出现 INCLUDE 指令了.

INPUT(files): 将括号内的文件做为链接过程的输入文件

ld 首先在当前目录下寻找该文件, 如果没找到, 则在由-L 指定的搜索路径下搜索. file 可

以为 -lfile 形式，就象命令行的-l 选项一样. 如果该命令出现在暗含的脚本内, 则该命令内的

file 在链接过程中的顺序由该暗含的脚本在命令行内的顺序决定.

GROUP(files) : 指定需要重复搜索符号定义的多个输入文件 file 必须是库文件, 且 file 文件作

为一组被 ld 重复扫描，直到不在有新的未定义的引用出现。

OUTPUT(FILENAME) : 定义输出文件的名字

同 ld 的-o 选项, 不过-o 选项的优先级更高. 所以它可以用来定义默认的输出文件名. 如 a.out

SEARCH_DIR(PATH) ：定义搜索路径，

同 ld 的-L 选项, 不过由-L 指定的路径要比它定义的优先被搜索。

STARTUP(filename) : 指定 filename 为第一个输入文件

在链接过程中, 每个输入文件是有顺序的. 此命令设置文件 filename 为第一个输入文件。

OUTPUT_FORMAT(BFDNAME) : 设置输出文件使用的 BFD 格式

同 ld 选项-o format BFDNAME, 不过 ld 选项优先级更高.

OUTPUT_FORMAT(DEFAULT,BIG,LITTLE) : 定义三种输出文件的格式(大小端)

若有命令行选项-EB, 则使用第 2 个 BFD 格式; 若有命令行选项-EL，则使用第 3 个 BFD

格式.否则默认选第一个 BFD 格式.

TARGET(BFDNAME)：设置输入文件的 BFD 格式

同 ld 选项-b BFDNAME. 若使用了 TARGET 命令, 但未使用 OUTPUT_FORMAT 命令, 则最用一

Commented [w2]: 输出

Commented [w3]: 输入

Commented [w4]:

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