嵌入式系统中的ld链接器详解

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"这篇PPT主要介绍了面向嵌入式开发的LD链接器的工作原理,由大连理工大学软件学院的赖晓晨讲解。内容涵盖了ld链接器的概述、链接描述文件的简介,以及ld链接器的工作流程、工作方式和相关命令选项。" 在嵌入式系统程序设计中,ld链接器扮演着至关重要的角色。它负责将多个源文件编译生成的目标文件(object file)以及库文件链接在一起,最终形成可执行文件(executable file)。这一过程包括了对数据段(保存初始化过的全局变量)、文本段(存储代码)和bss段(存储未初始化的全局变量)的处理。 ld链接器的工作主要分为两个阶段:首先,它会扫描所有输入文件,统计各段的大小并确定它们在可执行文件中的位置,同时构建临时符号表。接着,在第二遍扫描中,它会完成符号解析,更新段的位置,合并各段并生成最终的可执行程序。这个过程中,链接器需要重新计算各段的大小和符号的地址,确保程序的正确性。 链接器的工作方式有两种基本模式。默认情况下,像gcc这样的编译器会内置链接脚本,生成的代码依赖于操作系统进行加载。然而,通过使用链接描述文件(Linker Script),用户可以显式地控制链接过程,指定输入文件的段如何映射到输出文件的段中,以及如何布局输出文件的各个部分。链接描述文件的语法称为链接命令语言,允许高级定制链接行为。 在实际使用中,我们可以通过ld命令行工具进行链接操作,例如,将hello.c编译为静态链接的可执行文件,命令可能是: ``` gcc -o hello hello.c ``` 而动态链接则涉及动态链接器,如`lib/ld-linux.so.2`,并可能需要指定其他启动程序和库,例如: ``` ld -dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 -o myexe crt1.o crti.o crtn.o object_file libfile.a -lc ``` 这里,`-lLIBNAME`用于指定需要链接的库,`-LDIRECTORY`指定了搜索库文件的路径,`-EB`和`-EL`分别用于设定大端和小端模式。 理解ld链接器的工作原理和命令选项对于嵌入式系统的程序设计至关重要,因为这直接影响到程序的生成、内存布局以及与硬件的交互。通过学习这部分内容,开发者可以更好地优化程序性能,解决链接错误,以及适配不同的硬件平台。