链接器为rodata节计算错误的地址

时间:2018-09-06 16:39:13

标签: c assembly linker disassembly linker-scripts

我创建了一个最小的问题示例。在C文件中,我初始化了一个包含16个元素的数组。然后,我使用数组指针及其大小作为参数调用一个函数。该函数本身起作用,我已经通过反汇编文件验证了这一点。堆栈指针初始化也可以正常工作。问题是数组指针的函数参数错误。我检查了一下,失败的根源在主要部分的开始。这里的指针存储在堆栈中。

我不明白的是:数组值存储在.rodata节中。此部分从0x1000开始。因此,指向数组的指针也应为0x1000。在反汇编中,将0x1000加载到a5中(正确的值)。但是随后它将地址a5的值加载到a4中。因此0x1000表示一个指向数组的指针,这毫无意义。有人知道我在做什么错吗?

这里是所有需要的信息:

c程序:

void test(uint8_t *array, int size){
    for(int i=0; i<size; ++i){
        LED_ADDR = array[i];
    }
}
int main(){
    uint8_t buf[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};
    test(buf, 16);
}

链接描述文件:

OUTPUT_ARCH( "riscv" )
ROMSIZE = 0x1000;
ROM_OFFSET = 0x0000;
RAMSIZE = 0x1000;
RAM_OFFSET = 0x1000;
/* provide variables for startup code (stack init) */
STACK_TOP = ( RAMSIZE + RAM_OFFSET - 4 );
ENTRY (start)
MEMORY {
    rom (rx) : ORIGIN = ROM_OFFSET, LENGTH = ROMSIZE
    ram (!rx) : ORIGIN = RAM_OFFSET, LENGTH = RAMSIZE
}
SECTIONS {
    .reset : { <PROJECTPATH>/obj/startup.o } > rom    /* startup code */
    .text : { *(.text) } > rom                        /* executable data */
    .rodata : { *(.rodata) } > ram                    /* read only data */
    .sdata : { *(.sdata) } > ram                      /* init vars */
    .bss (NOLOAD) : { *(.bss) FILL(0x0f); } > ram     /* uninit data */
}

反汇编文件重要部分: -in .text中,main()的开头:数组的指针应该存储在我假定的堆栈中:

80:  000017b7    lui     a5,0x1      # a5 = first ram addr: begin of .rodata
84:  0007a703    lw      a4,0(a5)    # a4 = content of this addr?!?!?!
88:  fee42023    sw      a4,-32(s0)  # a4 gets stored on stack

-。rodata,包含数组的值:

Disassembly of section .rodata:
00001000 <.rodata>:
1000:   0100
1002:   0302
1004:   0504
...
100e:   0f0e

编辑:

我的CPU是哈佛架构,它不能直接从ROM访问数据。因此.rodata和.data必须位于RAM中。我的方法是程序过程将指令写入ROM,但也将.rodata和.data写入RAM。我对硬件的实施有助于实现这一点。 (我的脚本将二进制文件的这两个数据块分开,并以程序单元可以处理的协议对其进行转码。)

乍一看,它在二进制文件中起作用:.text在ROM的地址空间中,.rodata和.data在RAM的地址空间中。但是链接器计算出的.rodata地址是错误的。

我的这个程序只是为了测试其功能,否则我不会编写这样的代码。 (优化标志也是-o0。)

因此,首先,我想了解main()开头的行,这应该将数组指针放到堆栈上。

80:  000017b7    lui     a5,0x1      # a5 = first ram addr: begin of .rodata
84:  0007a703    lw      a4,0(a5)    # a4 = content of this addr?!?!?!
88:  fee42023    sw      a4,-32(s0)  # a4 gets stored on stack

为什么链接程序将.rodata的开头视为指向数组的指针,而不喜欢数组的实际地址?

2 个答案:

答案 0 :(得分:2)

您的链接描述文件中有很多奇怪的东西

  1. .rodata通常位于ROM

    .rodata : { *(.rodata) } > ROM
    
  2. .data在RAM中,但是在启动过程中从ROM复制了数据:

    .data : { *(.data) } > ram AT > rom 
    
  3. 不必从.rodata初始化您的局部变量buff。编译器可能会对其进行优化,仅用于存储代码中的立即值。它可以完全优化它并内联测试功能。由于代码非常琐碎,因此有许多可能的优化。使buff volatile,然后编译。

答案 1 :(得分:0)

我发现这里发生了什么:在main的开头,存储在RAM中.rodata的值被完全复制到堆栈中。因此,数组的指针现在指向堆栈而不是.rodata。那不是最佳选择,我可能必须找到一种方法来优化它并删除冗余数据。但是无论如何这应该工作。我忘记的是不仅要初始化堆栈指针,还要初始化帧指针。而且我的硬件中还有另一个错误。这就是为什么它不起作用的原因。谢谢您的帮助!