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链接脚本（ld脚本）详解

概述

链接脚本（Linker Script）是用于控制链接过程的文件，主要用于指定如何将输入文件的section合并到输出文件中，以及输出文件中各section在程序地址空间中的布局。链接脚本能够执行静态链接和动态链接任务，还能完成一些高级操作，如符号赋值和内存区域管理。

基本概念

输入文件与输出文件

• 输入文件：通常是目标文件（如可执行文件或共享库），也可以是链接脚本文件。
• 输出文件：通常是可执行文件或共享库。

目标文件的格式通常为ELF格式，包含多个section，如.text（代码）、.data（数据）、.bss（未初始化的全局变量）、.sym（符号表）、.note（注释信息）等。

链接脚本格式

结构

链接脚本由一系列命令组成，每个命令由关键字（后接参数）或对符号的赋值语句组成，命令由分号;分隔。文件名或格式名中若包含分号;或其他分隔符，需用引号"引用。注释用/* */之间的内容表示。

命令类型

符号赋值

示例

a = 3;  /* 全局位置 */.text : { *(.text) }_bdata = (. + 3) & ~4;  /* SECTIONS命令内 */.data : { *(.data) }

注意事项

• 符号赋值只对全局变量起作用。
• 赋值语句需包含四个部分：符号名、操作符、表达式、分号。

SECTIONS命令

格式

SECTIONS {  SECTION-NAME [ADDRESS] [(TYPE)] : [AT(LMA)]  {    OUTPUT-SECTION-COMMAND    ...  }  ...}

参数说明

• SECTION-NAME：输出section的名字，需符合目标文件格式要求。
• ADDRESS：section的VMA地址，可用表达式表示。
• TYPE：section的类型（如NOLOAD）。
• AT(LMA)：section的LMA地址。

示例

SECTIONS {  .text : { *(.text) }  .data : { *(.data) }  .bss : { *(.bss) *(COMMON) }}

特殊说明

• 如果没有在SECTIONS命令中提到某section，该section会被直接拷贝到输出文件中。
• 通用符号COMMON用于存储输入文件的通用符号。

输入section与垃圾回收

示例

SECTIONS {  outputa : 0x10000 : { all.o }  foo.o(.input1)}

处理方式

• 如果某输入section未在SECTIONS命令中引用，链接器会将其直接拷贝到输出section中。
• 使用KEEP()命令可强制保留特定section。

内存区域命令

示例

MEMORY {  rom (rx) : ORIGIN = 0, LENGTH = 256K  ram (!rx) : org = 0x40000000, l = 4M}

说明

• rom区域用于只读section，ram区域用于可读写section。
• 未引用section的section会被放置在指定区域内，若超出区域大小，连接器会报错。

PHDRS命令

示例

PHDRS {  headers PT_PHDR PHDRS  interp PT_INTERP  text PT_LOAD FILEHDR PHDRS  data PT_LOAD  dynamic PT_DYNAMIC}

说明

• PHDRS命令用于定义ELF目标文件的程序头信息。
• 每个PT_类型对应一个程序段，FILEHDR和PHDRS可选。

结论

链接脚本是链接过程中的核心文件，通过合理配置可以实现对目标文件section的精确控制，完成高级链接任务。理解链接脚本的语法和用法是高级程序员的必备技能。

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