U-Boot移植——链接地址、运行地址、加载地址、存储地址

1 运行地址/链接地址

    根据参考资料[1]的说明，运行地址和链接地址是等价的，只是两个不同的说法而已，指的是程序在SRAM、SDRAM中执行时的地址，就是执行这条指令时，PC应该等于这个地址，换句话说，PC等于这个地址时，这条指令应该保存在这个地址内[1]。

    然而，根据参考资料[5]的分析，运行时地址与链接地址有时候是不一致的[6]，例如U-Boot开始启动的其_start标号的运行时地址为0x00000000，但是其链接地址为0x33f80000（见下文），因此可以通过判定运行时地址与链接地址是否一致来判断U-Boot是在Nor Flash中与还是SDRAM中运行，这在代码重定位时会用到[4]p259。

    在代码重定位时，当然是按照参考资料[1]所说的，要将其重定位到SDRAM中与链接地址对应的地址处（其实用户可以定位到内存位置，但是运行时可能会出现不可预料的结果）。

2 加载地址/存储地址

    根据参考资料[1]的说明，加载地址和存储地址是等价的，只是两个不同的说法而已，指的是程序保存在Nand Flash中的地址。

3 实例分析

    编译U-Boot后，可以查看在顶级目录所生产的System.map了解各个符号的链接地址，也可以查看u-boot.map了解各个目标文件的连接顺序其连接地址，详见《U-Boot编译——System.map与u-boot.map》。

    这里以u-boot-2010.03为例进行详细分析。将U-Boot配置成smdk2410开发板的默认配置，然后编译，得到其System.map前3行内容如下：

[cpp] view plain copy

1. 33f80000 T _start  
2. 33f80020 t _undefined_instruction  
3. 33f80024 t _software_interrupt  
4. ...  

    由上可见，U-Boot被链接到地址0x33f80000开始的地方，入口为_start。那么这个链接地址是在哪里配置，又如何生效的呢？

3.1 u-boot.lds

    u-boot.lds中指定的了链接的段和地址，详见《U-Boot源码——u-boot.lds》，其中部分内容如下：

[cpp] view plain copy

1. SECTIONS  
2. {  
3.     . = 0x00000000;  
4.   
5.     . = ALIGN(4);  
6.     .text :  
7.     {  
8.         arch/arm/cpu/arm920t/start.o    (.text)  
9.         *(.text)  
10.       
11.     ...  
12. }  

    由上面第3行可见，指定链接的起始地址为0x00000000，第8行指定链接到最前面的目标文件为start.o。

    将start.o到最前面倒是没错，但是起始地址为0x00000000就与System.map的结果不对应了（应该为0x33f80000），为什么呢？

3.2 config.mk

    关于config.mk，详见《U-Boot源码——config.mk》，这里只是简单引用其部分内容进行说明。

3.2.1 开发板相关config.mk    

    参考资料[4]指出，链接时是根据开发板相关的config.mk指定的代码段起始地址以及u-boot.lds链接脚本进行链接[4]p257。

    smdk2410的config.mk内容如下：

[cpp] view plain copy

1. # SMDK2410 has 1 bank of 64 MB DRAM  
2. #  
3. # 3000'0000 to 3400'0000  
4. #  
5. # Linux-Kernel is expected to be at 3000'8000, entry 3000'8000  
6. # optionally with a ramdisk at 3080'0000  
7. #  
8. # we load ourself to 33F8'0000  
9. #  
10. # download area is 3300'0000  
11. #  
12.   
13.   
14. TEXT_BASE = 0x33F80000  

    由于上可见，smdk2410的DRAM地址范围为0x30000000~0x340000000，TEXT_BASE即为U-Boot代码段的起始地址，也就是链接的起始地址，其值正好与上述System.map的第1行的地址一致。

    既然找了设置链接地址的位置，那么TEXT_BASE是如何生效的呢？

3.2.2 顶级config.mk

    在顶级目录的config.mk中，有如下内容：

[cpp] view plain copy

1. LDFLAGS += -Bstatic -T $(obj)u-boot.lds $(PLATFORM_LDFLAGS)  
2. ifneq ($(TEXT_BASE),)  
3. LDFLAGS += -Ttext $(TEXT_BASE)  
4. endif  

    上面第3行通过-Text TEXT_BASE，将链接地址添加到LDFLAGS中。

3.3 Makefile    

    在顶级目录的Makfile中，有如下内容：

[cpp] view plain copy

1. GEN_UBOOT = \  
2.         UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBBOARD) $(LIBS) | \  
3.         sed  -n -e 's/.*$(SYM_PREFIX)__u_boot_cmd_.*/-u\1/p'|sort|uniq`;\  
4.         cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \  
5.             --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \  
6.             -Map u-boot.map -o u-boot  

    上面第4行引用到了LDFLAGS，从而使得TEXT_BASE所指定的代码段首地址生效。

参考资料

[1]链接地址和运行地址

[2]U-Boot移植过程中的运行地址和装载地址的区别

[3]运行地址，链接地址，加载地址，存储地址 位置无关码、位置有关码

[4]伟东山. 嵌入式Linux应用开发完全手册. 人民邮电出版社，2012

[5]从两句汇编认识运行时地址与链接地址

[6][BootLoader] 运行地址和链接地址不一致时如何用gdb进行调试？