从0学ARM——什么是位置无关码？

2021-01-13 16:01

一口Linux

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二、怎么实现位置无关码？

1．什么是《编译地址》？什么是《运行地址》？

「编译地址：」

32位的处理器，它的每一条指令是4个字节，以4个字节存储顺序，进行顺序执行，CPU是顺序执行的，只要没发生什么跳转，它会顺序进行执行，编译器会对每一条指令分配一个编译地址，这是编译器分配的，在编译过程中分配的地址，我们称之为编译地址。

「运行地址：」

是指程序指令真正运行的地址，是由用户指定的，用户将运行地址烧录到哪里，哪里就是运行的地址。比如有一个指令的编译地址是0x40008000，实际运行的地址是0x40008000，如果用户将指令烧到0x60000000上，那么这条指令的运行地址就是0x60000000。

当编译地址和运行地址不同的时候会出现什么结果？结果是不能跳转，编译后会产生跳转地址，如果实际地址和编译后产生的地址不相等，那么就不能跳转。

「C语言编译地址：」

都希望把编译地址和实际运行地址放在一起的，但是汇编代码因为不需要做C语言到汇编的转换，可以直接的去写地址，所以直接写的就是他的运行地址，这就是为什么任何bootloader刚开始会有一段汇编代码，因为起始代码编译地址和实际地址不相等，这段代码和汇编无关，跳转用的运行地址。

2．举例

实现位置无关码主要考虑以下两个方面：

1．位置无关的函数跳转
2．位置无关的常量访问

下面我们通过两个例子详细讲解。

代码

编译代码使用的连接文件「map．lds」如下：

OUTPUT＿FORMAT（＂elf32－littlearm＂，＂elf32－littlearm＂，＂elf32－littlearm＂）
OUTPUT＿FORMAT（＂elf32－arm＂，＂elf32－arm＂，＂elf32－arm＂）
OUTPUT＿ARCH（arm）
ENTRY（＿start）
SECTIONS
｛
．＝ 0x40008000；
．＝ ALIGN（4）；
．text ：
｛
gcd．o（．text）
＊（．text）
｝
．＝ ALIGN（4）；
．rodata ：
｛＊（．rodata）｝
．＝ ALIGN（4）；
．data ：
｛＊（．data）｝
．＝ ALIGN（4）；
．bss ：
｛＊（．bss）｝
｝

如文件map．lds所示：「0x40008000」就是链接地址，

其他源文件如下：「gcd．s」

．text
．global ＿start
＿start：
ldr sp，＝0x70000000 get stack top pointer
bl func
ldr pc，＝func
b main
func：
mv pc，lr

「main．c」

＊ main．c
＊
＊ Created on： 2020－12－12
＊ Author：一口Linux

int aaaa＝0；
int main（void）
｛
aaaa ＝ 0x11；
while（1）；
return 0；
｝

「Makefile」

TARGET＝gcd
TARGETC＝main
all：
arm－none－linux－gnueabi－gcc －O1 －g －c －o ＄（TARGETC）．o ＄（TARGETC）．c
arm－none－linux－gnueabi－gcc －O1 －g －c －o ＄（TARGET）．o ＄（TARGET）．s
arm－none－linux－gnueabi－gcc －O1 －g －S －o ＄（TARGETC）．s ＄（TARGETC）．c
arm－none－linux－gnueabi－ld ＄（TARGETC）．o ＄（TARGET）．o －Tmap．lds －o ＄（TARGET）．elf
arm－none－linux－gnueabi－objcopy －O binary －S ＄（TARGET）．elf ＄（TARGET）．bin
arm－none－linux－gnueabi－objdump －D ＄（TARGET）．elf ＞＄（TARGET）．dis
clean：
rm －rf ＊．o ＊．elf ＊．dis ＊．bin
反汇编文件「gcd．dis」