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ARM 链接过程分析

ARM 链接过程分析

源文件

这里新建五个文件

global_bss_file.c：定义了两个未初始化的全局变量
global_bss_file.c：定义了两个初始化的全局变量
global_function_file.c：定义了一个函数，函数实现传入的两个参数相加功能
global_rodata_file.c：定义了两个只读常量，并初始化
main.c：使用上述定义的变量和函数

根据上述自定义的链接脚本将这五个. c 文件链接为一个输出文件。编译环境为 arm-none-linux-gnueabihf-

global_bss_file.c

int bss_data1;
int bss_data2;

global_data_fle.c

int test_data1 = 1;
int test_data2 = 2;

global_function_file.c

int test_func(int a, int b)
{
    
    
    return a + b;
}

global_rodata_file.c

const int rodata_1 = 3;
const int rodata_2 = 4;

main.c

/* rodata */
extern const int rodata_1;
extern const int rodata_2;

/* data */
extern int test_data1;
extern int test_data2;

/* bss data(no init) */
extern int bss_data1;
extern int bss_data2;

/* code */
extern int test_func(int a, int b);

int main (int argc, int *argv[])
{
    
    
    bss_data1 = test_func(test_data1, test_data2);
    bss_data2 = test_func(rodata_1, rodata_2);

    return 0;
}

链接文件 link.lds

SECTIONS
{
    
    
    . = 0x00900000;
    .text :
    {
    
    
        *(.text)
    }

    .rodata :
    {
    
    
        *(.rodata)
    }

    . = 0x80000000;
    .data :
    {
    
    
        *(.data)
    }

    .bss :
    {
    
    
        *(.bss)
    }
}

编译命令及反汇编命令

命令示例

arm-none-linux-gnueabihf-gcc -c global_bss_file.c
arm-none-linux-gnueabihf-objdump -h global_bss_file.o > global_bss_file.sec
arm-none-linux-gnueabihf-objdump -s -d global_bss_file.o > global_bss_file.info

使用上述命令编译源文件之后会生成 global_bss_file.o/sec/info，global_data_fle.o/sec/info， global_function_file.o/sec/info，global_rodata_file.o/sec/info，和 main.o/sec/info 等文件。

解析 .o 文件

global_bss_file.o

命令

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -h global_bss_file.o >global_bss_file.sec

section，以及对应的 VMA 和 LMA

global_bss_file.o:     file format elf32-littlearm

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         00000000  00000000  00000000  00000034  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .data         00000000  00000000  00000000  00000034  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .bss          00000008  00000000  00000000  00000034  2**2
                  ALLOC
  3 .comment      0000005e  00000000  00000000  00000034  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  4 .note.GNU-stack 00000000  00000000  00000000  00000092  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  5 .ARM.attributes 00000035  00000000  00000000  00000092  2**0
                  CONTENTS, READONLY

global_bss_file.o 有六个 sections 分别是

.text：代码段，没有包含任何有用的代码信息，所以 .text 段为 0
.data：数据段，没有已经初始化的数据，所以 .data 段是 0
.bss：未初始化变量段 8，源码总定义了两个 int 数据，所以 .bss 段的长度为 8
.comment：存放一些 GNU 的通用信息
.note.GNU-stack：GNU 的注释信息
.ARM.attributes：编译器相关信息

使用下面命令查看详细信息

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -s -d global_bss_file.o >global_bss_file.info

命令返回结果如下

global_bss_file.o:     file format elf32-littlearm

Contents of section .comment:
 0000 00474343 3a202847 4e552054 6f6f6c63  .GCC: (GNU Toolc
 0010 6861696e 20666f72 20746865 20412d70  hain for the A-p
 0020 726f6669 6c652041 72636869 74656374  rofile Architect
 0030 75726520 31302e33 2d323032 312e3037  ure 10.3-2021.07
 0040 20286172 6d2d3130 2e323929 29203130   (arm-10.29)) 10
 0050 2e332e31 20323032 31303632 3100      .3.1 20210621.
Contents of section .ARM.attributes:
 0000 41340000 00616561 62690001 2a000000  A4...aeabi..*...
 0010 05372d41 00060a07 41080109 020a030c  .7-A....A.......
 0020 01120414 01150117 03180119 011a021c  ................
 0030 011e0622 01                          ...".

由于还未链接，没有 .bss 段的相关信息

global_data_fle.o

命令

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -h global_data_fle.o >global_data_fle.sec

section，以及对应的 VMA 和 LMA

global_data_fle.o:     file format elf32-littlearm

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         00000000  00000000  00000000  00000034  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .data         00000008  00000000  00000000  00000034  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .bss          00000000  00000000  00000000  0000003c  2**0
                  ALLOC
  3 .comment      0000005e  00000000  00000000  0000003c  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  4 .note.GNU-stack 00000000  00000000  00000000  0000009a  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  5 .ARM.attributes 00000035  00000000  00000000  0000009a  2**0
                  CONTENTS, READONLY

global_data_fle.o 同样有六个 sections 分别是

.text：代码段，没有包含任何有用的代码信息，所以 .text 段为 0
.data：数据段长度为 8，定义了两个 int 型全局变量并初始化，int 的长度是 4 个字节，两个 int 于是占用了 8 个字节，所以 .data 段的长度为 8
.bss：没有未初始化的变量，所以 .bss 段为 0
.comment：存放一些 GNU 的通用信息
.note.GNU-stack：GNU 的注释信息
.ARM.attributes：编译器相关信息

使用下面命令查看详细信息

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -s -d global_data_fle.o >global_data_fle.info

命令结果如下

global_data_fle.o:     file format elf32-littlearm

Contents of section .data:
 0000 01000000 02000000                    ........
Contents of section .comment:
 0000 00474343 3a202847 4e552054 6f6f6c63  .GCC: (GNU Toolc
 0010 6861696e 20666f72 20746865 20412d70  hain for the A-p
 0020 726f6669 6c652041 72636869 74656374  rofile Architect
 0030 75726520 31302e33 2d323032 312e3037  ure 10.3-2021.07
 0040 20286172 6d2d3130 2e323929 29203130   (arm-10.29)) 10
 0050 2e332e31 20323032 31303632 3100      .3.1 20210621.
Contents of section .ARM.attributes:
 0000 41340000 00616561 62690001 2a000000  A4...aeabi..*...
 0010 05372d41 00060a07 41080109 020a030c  .7-A....A.......
 0020 01120414 01150117 03180119 011a021c  ................
 0030 011e0622 01                          ...".

由于还未链接，所以 .data 段的数据起始地址为 0
data.o 里面只有 .data 段的数据，并且长度为 8 个字节，小端模式，的确包含了 01000000 以及 02000000 两个全局变量的数据。

global_function_file.o

命令

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -h global_function_file.o >global_function_file.sec

section，以及对应的 VMA 和 LMA

global_function_file.o:     file format elf32-littlearm

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         0000001c  00000000  00000000  00000034  2**1
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .data         00000000  00000000  00000000  00000050  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .bss          00000000  00000000  00000000  00000050  2**0
                  ALLOC
  3 .comment      0000005e  00000000  00000000  00000050  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  4 .note.GNU-stack 00000000  00000000  00000000  000000ae  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  5 .ARM.attributes 00000035  00000000  00000000  000000ae  2**0
                  CONTENTS, READONLY

global_function_file.o 同样有六个 sections 分别是

.text：代码段，文件中定义了一个函数，所以 .text 的数据长度不为 0
.data：数据段，未定义任何数据，所以为 .data 段的长度为 0
.bss：没有未初始化的变量，所以 .bss 段的长度为 0
.comment：存放一些 GNU 的通用信息
.note.GNU-stack：GNU 的注释信息
.ARM.attributes：编译器相关信息

使用下面命令查看详细信息

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -s -d global_function_file.o >global_function_file.info

命令结果如下

global_function_file.o:     file format elf32-littlearm

Contents of section .text:
 0000 80b483b0 00af7860 39607a68 3b681344  ......x`9`zh;h.D
 0010 18460c37 bd465df8 047b7047           .F.7.F]..{
    
    pG
Contents of section .comment:
 0000 00474343 3a202847 4e552054 6f6f6c63  .GCC: (GNU Toolc
 0010 6861696e 20666f72 20746865 20412d70  hain for the A-p
 0020 726f6669 6c652041 72636869 74656374  rofile Architect
 0030 75726520 31302e33 2d323032 312e3037  ure 10.3-2021.07
 0040 20286172 6d2d3130 2e323929 29203130   (arm-10.29)) 10
 0050 2e332e31 20323032 31303632 3100      .3.1 20210621.
Contents of section .ARM.attributes:
 0000 41340000 00616561 62690001 2a000000  A4...aeabi..*...
 0010 05372d41 00060a07 41080109 020a030c  .7-A....A.......
 0020 01120414 01150117 03180119 011a021c  ................
 0030 011e0622 01                          ...".

Disassembly of section .text:

00000000 <test_func>:
   0:	b480      	push	{
    
    r7}
   2:	b083      	sub	sp, #12
   4:	af00      	add	r7, sp, #0
   6:	6078      	str	r0, [r7, #4]
   8:	6039      	str	r1, [r7, #0]
   a:	687a      	ldr	r2, [r7, #4]
   c:	683b      	ldr	r3, [r7, #0]
   e:	4413      	add	r3, r2
  10:	4618      	mov	r0, r3
  12:	370c      	adds	r7, #12
  14:	46bd      	mov	sp, r7
  16:	f85d 7b04 	ldr.w	r7, [sp], #4
  1a:	4770      	bx	lr

由于还未链接，所以代码段 .text 的起始地址为 0
global_function_file.o 里面只有 .text 段的数据，其代码实现数据相加功能。

global_rodata_file.o

objdump 解析命令

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -h global_rodata_file.o >global_rodata_file.sec

objdump 解析结果：section，以及对应的 VMA 和 LMA

global_rodata_file.o:     file format elf32-littlearm

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         00000000  00000000  00000000  00000034  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .data         00000000  00000000  00000000  00000034  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .bss          00000000  00000000  00000000  00000034  2**0
                  ALLOC
  3 .rodata       00000008  00000000  00000000  00000034  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  4 .comment      0000005e  00000000  00000000  0000003c  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  5 .note.GNU-stack 00000000  00000000  00000000  0000009a  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  6 .ARM.attributes 00000035  00000000  00000000  0000009a  2**0
                  CONTENTS, READONLY

global_rodata_file.o 有七个 sections 分别是

.text：代码段，由于没有代码，所以 .text 段的长度为 0
.data：没有全局初始化的数据，所以 .data 段的长度为 0
.bss：没有未初始化的全局数据，所以 .bss 段的长度为 0
.rodata：数据段长度为 8，定义了两个 int 型全局只读常量并初始化，int 的长度是 4 个字节，两个 int 于是占用了 8 个字节，所以 .data 段的长度为 8。
.comment：存放一些 GNU 的通用信息
.note.GNU-stack：GNU 的注释信息
.ARM.attributes：编译器相关信息

使用下面命令查看详细信息

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -s -d global_rodata_file.o >global_rodata_file.info

命令结果如下

global_rodata_file.o:     file format elf32-littlearm

Contents of section .rodata:
 0000 03000000 04000000                    ........
Contents of section .comment:
 0000 00474343 3a202847 4e552054 6f6f6c63  .GCC: (GNU Toolc
 0010 6861696e 20666f72 20746865 20412d70  hain for the A-p
 0020 726f6669 6c652041 72636869 74656374  rofile Architect
 0030 75726520 31302e33 2d323032 312e3037  ure 10.3-2021.07
 0040 20286172 6d2d3130 2e323929 29203130   (arm-10.29)) 10
 0050 2e332e31 20323032 31303632 3100      .3.1 20210621.
Contents of section .ARM.attributes:
 0000 41340000 00616561 62690001 2a000000  A4...aeabi..*...
 0010 05372d41 00060a07 41080109 020a030c  .7-A....A.......
 0020 01120414 01150117 03180119 011a021c  ................
 0030 011e0622 01                          ...".

由于还未链接，所以 .rodata 段的起始地址为 0。

main.o

objdump 解析命令

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -h main.o >main.sec

objdump 解析结果：section，以及对应的 VMA 和 LMA

main.o:     file format elf32-littlearm

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         00000064  00000000  00000000  00000034  2**1
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, CODE
  1 .data         00000000  00000000  00000000  00000098  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .bss          00000000  00000000  00000000  00000098  2**0
                  ALLOC
  3 .comment      0000005e  00000000  00000000  00000098  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  4 .note.GNU-stack 00000000  00000000  00000000  000000f6  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  5 .ARM.attributes 00000035  00000000  00000000  000000f6  2**0
                  CONTENTS, READONLY

main.o 有六个 sections 分别是

.text：代码段，文件中定义了几个函数，所以 .text 的数据长度不为 0
.data：没有全局初始化的数据，所以 .data 段的长度为 0
.bss：没有未初始化的全局数据，所以 .bss 段的长度为 0
.comment：存放一些 GNU 的通用信息
.note.GNU-stack：GNU 的注释信息
.ARM.attributes：编译器相关信息

使用下面命令查看详细信息

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -s -d main.o >main.info

命令结果如下

main.o:     file format elf32-littlearm

Contents of section .text:
 0000 80b582b0 00af7860 396040f2 0003c0f2  ......x`9`@.....
 0010 00031a68 40f20003 c0f20003 1b681946  ...h@........h.F
 0020 1046fff7 feff0246 40f20003 c0f20003  .F.....F@.......
 0030 1a6040f2 0003c0f2 00031a68 40f20003  .`@........h@...
 0040 c0f20003 1b681946 1046fff7 feff0246  .....h.F.F.....F
 0050 40f20003 c0f20003 1a600023 18460837  @........`.#.F.7
 0060 bd4680bd                             .F..
Contents of section .comment:
 0000 00474343 3a202847 4e552054 6f6f6c63  .GCC: (GNU Toolc
 0010 6861696e 20666f72 20746865 20412d70  hain for the A-p
 0020 726f6669 6c652041 72636869 74656374  rofile Architect
 0030 75726520 31302e33 2d323032 312e3037  ure 10.3-2021.07
 0040 20286172 6d2d3130 2e323929 29203130   (arm-10.29)) 10
 0050 2e332e31 20323032 31303632 3100      .3.1 20210621.
Contents of section .ARM.attributes:
 0000 41340000 00616561 62690001 2a000000  A4...aeabi..*...
 0010 05372d41 00060a07 41080109 020a030c  .7-A....A.......
 0020 01120414 01150117 03180119 011a021c  ................
 0030 011e0622 01                          ...".

Disassembly of section .text:

00000000 <main>:
   0:	b580      	push	{
    
    r7, lr}
   2:	b082      	sub	sp, #8
   4:	af00      	add	r7, sp, #0
   6:	6078      	str	r0, [r7, #4]
   8:	6039      	str	r1, [r7, #0]
   a:	f240 0300 	movw	r3, #0
   e:	f2c0 0300 	movt	r3, #0
  12:	681a      	ldr	r2, [r3, #0]
  14:	f240 0300 	movw	r3, #0
  18:	f2c0 0300 	movt	r3, #0
  1c:	681b      	ldr	r3, [r3, #0]
  1e:	4619      	mov	r1, r3
  20:	4610      	mov	r0, r2
  22:	f7ff fffe 	bl	0 <test_func>
  26:	4602      	mov	r2, r0
  28:	f240 0300 	movw	r3, #0
  2c:	f2c0 0300 	movt	r3, #0
  30:	601a      	str	r2, [r3, #0]
  32:	f240 0300 	movw	r3, #0
  36:	f2c0 0300 	movt	r3, #0
  3a:	681a      	ldr	r2, [r3, #0]
  3c:	f240 0300 	movw	r3, #0
  40:	f2c0 0300 	movt	r3, #0
  44:	681b      	ldr	r3, [r3, #0]
  46:	4619      	mov	r1, r3
  48:	4610      	mov	r0, r2
  4a:	f7ff fffe 	bl	0 <test_func>
  4e:	4602      	mov	r2, r0
  50:	f240 0300 	movw	r3, #0
  54:	f2c0 0300 	movt	r3, #0
  58:	601a      	str	r2, [r3, #0]
  5a:	2300      	movs	r3, #0
  5c:	4618      	mov	r0, r3
  5e:	3708      	adds	r7, #8
  60:	46bd      	mov	sp, r7
  62:	bd80      	pop	{
    
    r7, pc}

由于还未链接，所以代码起始地址为 0
第 22 行可以看到一个跳转指令，表示需要链接的位置
```
f7ff fffe 	bl	0 <test_func>
```
有一个标签 <test_func>，bl 目前跳转的地方是 0 地址，后期连接器会把这个值改回来
变量的赋值时通过如下汇编语句实现，可以看到变量的值都是 0，后期链接器会将这两个值改为真正的 test_data1 和 test_data2 等数据。
test_data1：
```
a:	f240 0300 	movw	r3, #0
e:	f2c0 0300 	movt	r3, #0
12:	681a      	ldr	r2, [r3, #0]
20:	4610      	mov	r0, r2
```
- movw 将一个 16 位数据移动到寄存器的低 16 位，并把高 16 位清零。
- movt 将一个 16 位数据移动到寄存器的高 16 位，低 16 位不处理。
- 所以此时 r3 寄存器的值为 0，接着将 r3 寄存器的值解引用的值，加载到 r2
- 函数调用时，将 r2 寄存器的值放到 r0 寄存器中，r0 在函数调用时，传递的是第一个参数
test_data2:
```
14:	f240 0300 	movw	r3, #0
18:	f2c0 0300 	movt	r3, #0
1c:	681b      	ldr	r3, [r3, #0]
1e:	4619      	mov	r1, r3
```
- movw 将一个 16 位数据移动到寄存器的低 16 位，并把高 16 位清零。
- movt 将一个 16 位数据移动到寄存器的高 16 位，低 16 位不处理。
- 所以此时 r3 寄存器的值为 0，接着将 r3 寄存器的值解引用的值，加载到 r3
- 函数调用时，将 r3 寄存器的值放到 r1 寄存器中，r1 在函数调用时，传递的是第二个参数

链接

上面描述中有五个 .o 文件，分别是

global_bss_file.o 定义了 2 个未初始化的全局变量
global_data_fle.o 定义了 2 个初始化的全局变量
global_function_file.o 定义了一个函数
global_rodata_file.o 定义了 2 个只读常量
main.o 使用上面定义的函数和变量

在链接之前并不知道数据的具体数值，也不知道调用函数的函数位置，因此事先会把不知道的信息空出来，等到链接的时候再合并。因此接下来要观察链接的结果。

使用链接命令

arm-none-linux-gnueabihf-ld global_bss_file.o global_data_fle.o global_function_file.o global_rodata_file.o main.o -T link.lds -o test

得到输出文件 test

使用

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -h test > test.sec

命令返回结果如下

test:     file format elf32-littlearm

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         00000080  00900000  00900000  00010000  2**1
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .rodata       00000008  00900080  00900080  00010080  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  2 .data         00000008  80000000  80000000  00020000  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  3 .bss          00000008  80000008  80000008  00020008  2**2
                  ALLOC
  4 .comment      0000005d  00000000  00000000  00020008  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  5 .ARM.attributes 00000035  00000000  00000000  00020065  2**0
                  CONTENTS, READONLY

test 有六个 sections 分别是

.text
.rodata
.data
.bss
.comment
.ARM.attributes。

可以看到链接后的 test 文件的 .text，.data，.rodata，和 .bss 等段的 size 是多个 .o 文件的和。

使用下面命令查看详细信息

arm-none-linux-gnueabihf-objdump -s -d test >test.info

命令结果如下

test:     file format elf32-littlearm

Contents of section .text:
 900000 80b483b0 00af7860 39607a68 3b681344  ......x`9`zh;h.D
 900010 18460c37 bd465df8 047b7047 80b582b0  .F.7.F]..{
    
    pG....
 900020 00af7860 396040f2 0003c8f2 00031a68  ..x`9`@........h
 900030 40f20403 c8f20003 1b681946 1046fff7  @........h.F.F..
 900040 dfff0246 40f20803 c8f20003 1a6040f2  ...F@........`@.
 900050 8003c0f2 90031a68 40f28403 c0f29003  .......h@.......
 900060 1b681946 1046fff7 cbff0246 40f20c03  .h.F.F.....F@...
 900070 c8f20003 1a600023 18460837 bd4680bd  .....`.#.F.7.F..
Contents of section .rodata:
 900080 03000000 04000000                    ........
Contents of section .data:
 80000000 01000000 02000000                    ........
Contents of section .comment:
 0000 4743433a 2028474e 5520546f 6f6c6368  GCC: (GNU Toolch
 0010 61696e20 666f7220 74686520 412d7072  ain for the A-pr
 0020 6f66696c 65204172 63686974 65637475  ofile Architectu
 0030 72652031 302e332d 32303231 2e303720  re 10.3-2021.07
 0040 2861726d 2d31302e 32392929 2031302e  (arm-10.29)) 10.
 0050 332e3120 32303231 30363231 00        3.1 20210621.
Contents of section .ARM.attributes:
 0000 41340000 00616561 62690001 2a000000  A4...aeabi..*...
 0010 05372d41 00060a07 41080109 020a030c  .7-A....A.......
 0020 01120414 01150117 03180119 011a021c  ................
 0030 011e0622 01                          ...".

Disassembly of section .text:

00900000 <test_func>:
  900000:	b480      	push	{
    
    r7}
  900002:	b083      	sub	sp, #12
  900004:	af00      	add	r7, sp, #0
  900006:	6078      	str	r0, [r7, #4]
  900008:	6039      	str	r1, [r7, #0]
  90000a:	687a      	ldr	r2, [r7, #4]
  90000c:	683b      	ldr	r3, [r7, #0]
  90000e:	4413      	add	r3, r2
  900010:	4618      	mov	r0, r3
  900012:	370c      	adds	r7, #12
  900014:	46bd      	mov	sp, r7
  900016:	f85d 7b04 	ldr.w	r7, [sp], #4
  90001a:	4770      	bx	lr

0090001c <main>:
  90001c:	b580      	push	{
    
    r7, lr}
  90001e:	b082      	sub	sp, #8
  900020:	af00      	add	r7, sp, #0
  900022:	6078      	str	r0, [r7, #4]
  900024:	6039      	str	r1, [r7, #0]
  900026:	f240 0300 	movw	r3, #0
  90002a:	f2c8 0300 	movt	r3, #32768	; 0x8000
  90002e:	681a      	ldr	r2, [r3, #0]
  900030:	f240 0304 	movw	r3, #4
  900034:	f2c8 0300 	movt	r3, #32768	; 0x8000
  900038:	681b      	ldr	r3, [r3, #0]
  90003a:	4619      	mov	r1, r3
  90003c:	4610      	mov	r0, r2
  90003e:	f7ff ffdf 	bl	900000 <test_func>
  900042:	4602      	mov	r2, r0
  900044:	f240 0308 	movw	r3, #8
  900048:	f2c8 0300 	movt	r3, #32768	; 0x8000
  90004c:	601a      	str	r2, [r3, #0]
  90004e:	f240 0380 	movw	r3, #128	; 0x80
  900052:	f2c0 0390 	movt	r3, #144	; 0x90
  900056:	681a      	ldr	r2, [r3, #0]
  900058:	f240 0384 	movw	r3, #132	; 0x84
  90005c:	f2c0 0390 	movt	r3, #144	; 0x90
  900060:	681b      	ldr	r3, [r3, #0]
  900062:	4619      	mov	r1, r3
  900064:	4610      	mov	r0, r2
  900066:	f7ff ffcb 	bl	900000 <test_func>
  90006a:	4602      	mov	r2, r0
  90006c:	f240 030c 	movw	r3, #12
  900070:	f2c8 0300 	movt	r3, #32768	; 0x8000
  900074:	601a      	str	r2, [r3, #0]
  900076:	2300      	movs	r3, #0
  900078:	4618      	mov	r0, r3
  90007a:	3708      	adds	r7, #8
  90007c:	46bd      	mov	sp, r7
  90007e:	bd80      	pop	{
    
    r7, pc}

观察链接前后的差异

地址变化

链接之后，代码起始地址为：0x00900000
链接之后，数据起始地址为：0x80000000

main.o

原先 bl 0 位置被连接器替换为了 bl 900000。而 900000 刚好是 test_func 的代码地址
```
90003e:	f7ff ffdf 	bl	900000 <test_func>
```
全局变量的地址
```
900026:	f240 0300 	movw	r3, #0
90002a:	f2c8 0300 	movt	r3, #32768	; 0x8000
90002e:	681a      	ldr	r2, [r3, #0]
90003c:	4610      	mov	r0, r2
```
- movw 将一个 16 位数据移动到寄存器的低 16 位，并把高 16 位清零。
- movt 将一个 16 位数据移动到寄存器的高 16 位，低 16 位不处理。
- 所以此时 r3 寄存器的值为 0x80000000
- 将 r3 寄存器的值解引用后放到 r2 寄存器中，所以此时 r2 寄存器的值为 0x01
- 函数调用时，将 r2 寄存器的值给到 r0，所以 r0 的值为 0x01 表示第一个参数
```
900030:	f240 0304 	movw	r3, #4
900034:	f2c8 0300 	movt	r3, #32768	; 0x8000
900038:	681b      	ldr	r3, [r3, #0]
90003a:	4619      	mov	r1, r3
```
- movw 将一个 16 位数据移动到寄存器的低 16 位，并把高 16 位清零。
- movt 将一个 16 位数据移动到寄存器的高 16 位，低 16 位不处理。
- 所以此时 r3 寄存器的值为 0x80000004
- 将 r3 寄存器的值解引用后放到 r3 寄存器中，所以此时 r3 寄存器的值为 0x02
- 函数调用时，将 r3 寄存器的值给到 r1，所以 r1 的值为 0x02 表示第二个参数

qemu-基础篇——ARM 链接过程分析(六)

文章目录

ARM 链接过程分析

源文件

global_bss_file.c

global_data_fle.c

global_function_file.c

global_rodata_file.c

main.c

链接文件 link.lds

编译命令及反汇编命令

解析 .o 文件

global_bss_file.o

global_data_fle.o

global_function_file.o

global_rodata_file.o

main.o

链接

观察链接前后的差异

地址变化

main.o

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