uboot之ARM位置無關代碼設計

所謂位置無關代碼是指：可執行鏡像test.bin

我將它拷貝至內存0x30000000，然后pc = 0x30000000、它可以順利執行；

我將它拷貝至內存0x38000000，然后pc = 0x38000000、它仍可以順利執行。

1.程序的編譯及運行流程

源碼經過編譯、匯編（生成相對地址符號表）和連接（提供絕對首地址、進而確定絕對地址符號表）后編程可執行鏡像；

特別指出地是：在連接時，對各個目標文件進行重定位、建立符號引用規則；進而為變量和函數分配了絕對的運行地址；

程序執行時，系統必須把可執行鏡像加載到連接階段指定的地址空間，這樣程序執行中才能對變量、函數等符號做正確引用，程序才能正常運行。

在有操作系統的系統中，連接階段的重定位（即運行地址的確定）由系統自動完成；

而裸機開發中，這個地址必須由程序員在連接階段通過參數指定。

2.位置無關代碼的應用場合：

程序在運行期間動態加載至內存；

程序在不同場合與不同程序組合后加載至內存（如共享的動態鏈接庫）；

在運行期間不同地址相互之間的映射（如bootloader程序的前4KB代碼；因為編譯連接后決定它的運行地址是0x30000000，但剛開機時它是運行在0x00000000的）。

3.原理

PIC對常量和函數入口地址的操作都是基于PC+偏移量的尋址方式；即使程序被移動，但PC也變化了、而偏移量是不變的。所以，程序仍然可以找到正確的入口地址和常量！

eg：

__asm{   pc = a;  //假設可以直接給pc賦值 }; int a() {   return 0; }

這個就是位置有關代碼，它不能在任意處加載運行。

說明：編譯連接后函數a的運行地址已經被確定，例如0x80000100。

__asm{   bl a； }； int a() {   return 0; }

這個就是位置無關代碼，它可以被加載到非運行地址處運行。

說明：編譯連接后函數a的運行地址已經被確定，例如0x80000100。

一、名詞解釋

ARM位置無關代碼設計指的是該部分代碼編譯后的可執行鏡像，加載到任何地址處都可以正常運行。

即：程序不在連接時指定的運行地址空間，也可以執行。

二、實現的必要條件

1.ARM匯編中對程序運行的相對跳轉指令：

BL a：運行時首先獲得當前PC值（也就是當前代碼段的值），然后計算當前PC值和a（也是由連接器獲得）間的距離；跳轉地址即是pc+offset。

相對跳轉指令的目標地址用基于當前PC的偏移量來表示、與連接時分配給地址標號的絕對地址值無關，因而、代碼可以在任何位置進行跳轉，實現位置無關性。

這樣，不論編譯器指定的a絕對地址是什么；程序都可以加載到任意地址處正常運行。

三、說明

連接階段執行后，可執行鏡像中的虛擬地址與內存管理無關！