链接脚本

参考博客：内存管理01——链接脚本

 

链接脚本从内存四区说起：

程序执行是跑在内存中的，而程序中不同的对象（如 指针，局部变量，全局变量，函数参数 等等）要求的生命周期是不同的，所以将这些对象放在不同的区段，这样就赋予了这些对象不同的生命周期，内存四区由此而来。

 

内存四区：

内存四区分为：栈区，堆区，全局区，代码区。

1. 栈区（stack）

栈区由编译器自动分配和释放。

栈区主要存放函数参数、函数返回值、局部变量。

2. 堆区（heap）

堆区由程序员手动分配和释放。如果程序员未释放，在程序运行结束时，由系统释放。

堆区主要存放由 malloc 关键字申请的内存空间。在C++语言中关键字 new 申请的内存也在堆区。

3. 全局区

全局区又叫数据区或者静态区。

全局区分为三段： data段 、bss段、rodata 段。

（1）.data 段存放已初始化和值不为0的全局变量和静态变量

（2）.bss 段存放未初始化和初始化值为0的全局变量和静态变量。

（3）.rodata 段存放各类常量，如：const、字符串、#define等

rodata 段又叫常量区或只读存储区

4. 代码区（text）

代码区又叫 code 段 或 text 段。

用来存放程序代码，由操作系统进行管理，只读。

 

链接的作用：

链接的作用就是把编译生成的多个目标文件（.o）合并起来，生成最后的可执行文件（.elf）。如上图中间的就是.o目标文件，最右的则是链接生成的.elf文件。除此之外，链接脚本还关注一个问题，就是生成的各个段被加载在内存的什么位置。

 

链接脚本的编写与分析：

 ENTRY(_start)
 SECTIONS {
   . = 0x80000000;    /* .代表当前的位置，也就是链接起始地址0x80000000 */

   . = ALIGN(4);    /* 4字节对齐 */
   .text :            /* 代码区，用来指定代码段的起始地址和大小等信息 */
   {
   start.o (.text)
   *(.text)
   }

   . = ALIGN(4);
   .rodata :            /* 只读数据段 */
   {
   *(.rodata)
   }

   . = ALIGN(4);
   .data :            /* 数据段 */
   {
   *(.data)
   }

   . = ALIGN(4);    
   .bss :                /* bss段 */
   {
   *(.bss)
   }
 }

• 第1行,ENTRY(_start) 用于指定程序的入口，ENTRY( )是设置入口地址的命令， “_start”是程序的入口，本章的led程序的入口地址位于start.S的“_start”标号处。
• 第2行，定义SECTIONS。SECTIONS可以理解为是一块区域，我们在这块区域排布我们的代码， 链接时链接器就会按照这里的指示链接我们的代码。
• 第3行，“.”运算符代表当前位置。 我们在SECTION的最开始使用“.= 0x80000000”就是将链接起始地址设置为0x80000000。
• 第5行，设置字节对齐。这里同样用到了“.”运算符，它表示从当前位置开始执行四字节对齐。 假设当前位置为0x80000001，执行该命令后当前地址将会空出三个字节转到0x80000004地址处。
• 第6行，定义代码段。“.text :”用于定义代码段，固定的语法要求，我们按照要求写即可。 在“{}”中指定那些内容放在代码段。
• 第8-9行，将start.o中的代码放到代码段的最前面。start.S是启动代码应当首先被执行， 所以通常情况下要把它放到代码段的最前面，其他源文件的代码按照系统默认的排放顺序即可， 通配符“*”在这里表示其他剩余所有的.o文件。
• 第12-16行，设置rodata数据段。同设置代码段类似，首先设置字节对齐，然后定义代码段。在代码段里使用“*”通配符， 将所有源文件中的代码添加到这个代码段中。
• 第18-22行，设置data段。设置方法与设置数据段完全相同
• 第24-28行，设置bss段。

 

那么栈区大小是在哪里指定的呢？在start.s或者head.s指定的，如下：

  .text            // 通常被用来标识代码段（即程序的指令部分）
  .align 2         //设置字节对齐
  .global _start   //定义全局变量

  _start:          //程序的开始
    b reset      //跳转到reset标号处

      reset:
      bic r0, r0, #0x1f /* 将 r0 的低 5 位清零，也就是 cpsr 的 M0~M4 */
      orr r0, r0, #0x13 /* r0 或上 0x13,表示使用 SVC 模式 */
      msr cpsr, r0 /* 将 r0 的数据写入到 cpsr_c 中 */

      ldr sp, =0x84000000   // 设置栈地址64M
      b main                // 跳转到main函数

    /*跳转到light_led函数*/
    //   bl light_led
    /*进入死循环*/
  loop:
      b loop

这样在启动汇编代码和链接脚本中将内存四区总的大小给定了下来，如在上面的start.s中，就整体规定下来了内存四区的大小为64M，堆区由程序员手动分配和释放，栈区主要存放函数参数、函数返回值、局部变量，如果程使用malloc一直分配内存而没有及时释放，导致内存四区大小大于分配的大小，则会导致crash，也就是我们所说的“”堆栈溢出“”。