提供意外加载地址的 GNU 链接器映射文件

Question

我正在开发一个嵌入式程序，其中有一个自定义链接器脚本。该程序可以运行，但我注意到链接器在内存中放置几个​​部分的方式可能有问题。

以下是链接描述文件的相关部分：

MEMORY {
    ROM (rx)    : ORIGIN = 0x00100000, LENGTH = 16k
    RAM (rwx)   : ORIGIN = 0x00200000, LENGTH = 4k
}

SECTIONS {
    /* Other sections go here. */
    .data : {
...
    } >RAM AT>ROM

    .bss : {
...
    } >RAM

    .stack : {
...
    } >RAM
...
}

这是 MAP 文件的相关部分：

.data           0x00200040        0x0 load address 0x001003d4
                0x001003d4                __data_load = LOADADDR (.data)
                0x00200040                __data_start = .
 *(.data)
 *(.data*)
                0x00200040                . = ALIGN (0x4)
                0x00200040                _edata = .

.igot.plt       0x00200040        0x0 load address 0x001003d4
 .igot.plt      0x00000000        0x0 ./debug/sam7s_startup.o

.bss            0x00200040        0x0 load address 0x001003d4
                0x00200040                __bss_start__ = .
 *(.bss)
 *(.bss*)
 *(COMMON)
                0x00200040                . = ALIGN (0x4)
                0x00200040                _ebss = .
                0x00200040                __bss_end__ = .
                0x00200040                PROVIDE (end, _ebss)
                0x00200040                PROVIDE (_end, _ebss)
                0x00200040                PROVIDE (__end__, _ebss)

.stack          0x00200040      0x200 load address 0x001003d4
                0x00200040                __stack_start__ = .

---

所以从映射文件来看，我认为 .bss 和 .stack 部分正在 ROM 中获取加载地址。我认为这是因为这两行：

.bss 0x00200040 0x0 load address 0x001003d4
.stack 0x00200040 0x200 load address 0x001003d4

这不好，因为它们占用 ROM 中的空间是没有意义的。 .bss 部分虽然现在为空，但将包含未初始化的全局变量，这些变量将在代码中设置为零。堆栈也只是将在代码中初始化的 RAM 的一部分。所以这两个部分都没有必要占用 ROM 中的空间。

所以我的问题是，阻止 .bss 和 .stack 加载到 ROM 中的正确方法是什么？我是否必须将 .bss 和 .stack 部分的末尾从 >RAM 更改为 >RAM AT>RAM？这似乎有点多余。

在测试了一些东西后，我发现了以下内容：

(1) 使用(NOLOAD) 属性（例如，将.stack : 替换为.stack (NOLOAD) :）仍会导致映射文件显示.stack 和.bss 部分的ROM 加载地址。

(2) 如上所述，指定 RAM AT>RAM 确实会阻止映射输出显示 .stack 和 .bss 部分的 ROM 加载地址。

(3) 当映射文件显示 .bss 和 .stack 部分的加载地址时，看起来它们实际上并没有占用 ROM 中的空间。 .stack 部分虽然有 0x200 字节长，但似乎并没有真正占用 ROM 中的空间，即使我为它指定填充值并在链接描述文件中在它之后放置一个部分。链接描述文件中跟随它的部分不会随着不同的堆栈大小移动。

所以也许映射文件输出并不意味着我认为的意思，并且 .stack 和 .bss 部分实际上根本没有在 ROM 中获得加载地址。在尝试了一些东西之后，它肯定会出现这种方式。知道为什么映射输出使它看起来好像这些部分被赋予了 ROM 加载地址仍然会很有趣，尤其是在使用 (NOLOAD) 时。这可能只是 LD 生成地图输出文件的一个错误吗？

另请参阅：Understanding the Location Counter of GNU Linker Scripts

Answer 1

您正在寻找NOLOAD。见Gnu LD output section type。我现在读了你的整篇文章，我看到你假设了NOLOAD。使用NOLOAD，定义了所有地址。如果您在“C”代码中使用它们，它们将从该地址加载。您必须提供一些启动代码，通常在清除 BSS 区域的汇编程序中。通常，您不希望您的 stack 被初始化。

NOLOAD 部分就像 编译/链接 时间 malloc()。您可以使用内存，只是不要期望那里有任何东西。对于BSS，您在链接描述文件中定义__bss_start__ 和__bss_end__，并编写一个简短的初始化例程来使用这些变量/地址清除此内存。

注意：所有内容都会显示在地图文件中。它不会出现在生成的二进制文件中，也不会在 ELF 中包含数据。只有部分元信息将保存在 ELF 中。

编辑：地图文件中的加载地址就像一个用于加载的位置计数器。加载地址是设置ld 放置东西的地方。 ld 如果它们的大小为零，则并没有真正将它们放在那里。地图输出在语言上不是明确的；我可以看到它是多么令人困惑，但ld 在创建输出二进制文件时做得正确。 BSS 通常由 gcc 在目标文件中标记为 NOLOAD，因此在示例中只有 stack 部分需要 NOLOAD。对于像 stack 这样的东西，一个部分并不是真正需要的，只需要一组符号声明就可以了。