ld 使用 简介

### ld 使用简介 #### 一、ld 软件概览 `ld` 是 Linux 下一个重要的工具，用于将编译后的目标文件（通常以 .o 结尾）和库文件链接成可执行文件。它通过识别和解析由链接命令语言（Linker Command Language）编写的链接描述文件（Linker Script）来控制链接过程。通过 BFD（Binary Format Description）库的支持，`ld` 能够读取并处理不同格式的目标文件，包括 COFF、ELF 和 a.out 等。 #### 二、ld 的基本使用 最简单的 `ld` 使用示例为： ``` $ld -o hello lib/crt0.o hello.o -lc ``` 这条命令的意思是将 `crt0.o`、`hello.o` 和 C 标准库文件 `libc` 链接起来，生成一个名为 `hello` 的可执行文件。其中 `crt0.o` 是一个启动文件，在连接过程中被链接，主要用于初始化程序的运行环境。而 `-lc` 指令表示链接 C 标准库。 #### 三、ld 与 gcc 的交互 `gcc` 编译器可以通过 `-Wl` 参数间接调用 `ld` 进行链接操作。例如： ``` $gcc -Wl,--startgroup foo.o bar.o -Wl,--endgroup ``` 这条命令相当于： ``` $ld --startgroup foo.o bar.o --endgroup ``` 这里 `-Wl,--startgroup` 和 `-Wl,--endgroup` 是告诉 `gcc` 将它们之间的参数原封不动地传递给 `ld`。 #### 四、ld 的选项 执行 `ld --help` 可以查看 `ld` 的常用选项。这些选项包括但不限于控制输出文件的格式、指定链接描述文件等。比如： - `-o FILE`：指定输出文件名。 - `-T FILE` 或 `--script FILE`：指定链接描述文件名。 #### 五、链接描述文件详解 链接描述文件是一个文本文件，它通过一系列命令控制 `ld` 如何进行链接。这些命令可以是关键字、赋值语句等，并且通过分号分隔。链接描述文件主要包括以下几种类型的命令： 1. **设置入口点**：定义程序执行的起点。 2. **处理文件**：指定哪些文件参与链接。 3. **处理文件格式**：指定输入输出文件的格式。 4. **其他命令**：包括对内存区域的定义等。 ##### 设置入口点 - `ENTRY(Symbol)`：指定可执行程序的入口点为 `Symbol`。如果没有指定，则按照以下顺序确定入口点： 1. `ld` 命令行选项 `-e` 指定的值； 2. 链接描述文件中的 `ENTRY(Symbol)` 指定的值； 3. `.text` 节的起始地址； 4. 入口点设为 0。 ##### 处理文件 - `INPUT(file1, file2, ...)`: 指定多个输入文件。 - `GROUP(file1, file2, ...)`: 指定需要重复搜索符号定义的多个输入文件。 - `OUTPUT(filename)`: 指定输出文件名。 - `SEARCH_DIR(path)`: 指定输入文件的搜索路径。 - `STARTUP(filename)`: 指定第一个链接的输入文件。 ##### 处理文件格式 - `OUTPUT_FORMAT(bfdname)`: 指定输出文件的 BFD 格式。 - `TARGET(bfdname)`: 指定输入文件的 BFD 格式。 ##### 其他命令 - `INCLUDE filename`: 包含其他名为 `filename` 的链接描述文件。 #### 六、链接过程中的节和符号管理 每个目标文件都由多个节（Section）组成，如 `.data`、`.text` 和 `.bss` 等。这些节有不同的属性，如是否可加载到内存中。通过使用 `objdump -h test` 命令，可以查看执行程序 `test` 的各个节的信息。 每个目标文件包含多个符号，每个符号都有一个名称和地址。符号可以是定义的（Defined）或未定义的（Undefined），可以是函数名、全局变量或静态变量等。通过 `nm` 命令或 `objdump -t` 命令，可以查看目标文件或执行文件中的符号信息。 #### 七、内存地址的处理 每个输出节有两种地址：虚拟内存地址（VMA）和加载内存地址（LMA）。VMA 表示节在运行时的内存地址，而 LMA 是指节在加载到内存之前的地址。在大多数情况下，这两个地址是一致的，但在嵌入式系统中，由于程序通常先加载到闪存中然后再复制到 SDRAM 中运行，因此 VMA 和 LMA 可能不同。 #### 八、总结 通过上述介绍可以看出，`ld` 不仅仅是一个简单的链接工具，它还提供了强大的定制化能力，允许用户通过链接描述文件来精确控制链接过程中的细节。这对于优化程序性能、管理内存布局以及解决特定平台上的问题都非常重要。无论是对于开发者还是系统管理员来说，掌握 `ld` 的使用都是非常有益的。