uboot之ARM位置无关代码设计

所谓位置无关代码是指：可执行镜像test.bin

我将它拷贝至内存0x30000000，然后pc = 0x30000000、它可以顺利执行；

我将它拷贝至内存0x38000000，然后pc = 0x38000000、它仍可以顺利执行。

1.程序的编译及运行流程

源码经过编译、汇编（生成相对地址符号表）和连接（提供绝对首地址、进而确定绝对地址符号表）后编程可执行镜像；

特别指出地是：在连接时，对各个目标文件进行重定位、建立符号引用规则；进而为变量和函数分配了绝对的运行地址；

程序执行时，系统必须把可执行镜像加载到连接阶段指定的地址空间，这样程序执行中才能对变量、函数等符号做正确引用，程序才能正常运行。

在有操作系统的系统中，连接阶段的重定位（即运行地址的确定）由系统自动完成；

而裸机开发中，这个地址必须由程序员在连接阶段通过参数指定。

2.位置无关代码的应用场合：

程序在运行期间动态加载至内存；

程序在不同场合与不同程序组合后加载至内存（如共享的动态链接库）；

在运行期间不同地址相互之间的映射（如bootloader程序的前4KB代码；因为编译连接后决定它的运行地址是0x30000000，但刚开机时它是运行在0x00000000的）。

3.原理

PIC对常量和函数入口地址的操作都是基于PC+偏移量的寻址方式；即使程序被移动，但PC也变化了、而偏移量是不变的。所以，程序仍然可以找到正确的入口地址和常量！

eg：

__asm{   pc = a;  //假设可以直接给pc赋值 }; int a() {   return 0; }

这个就是位置有关代码，它不能在任意处加载运行。

说明：编译连接后函数a的运行地址已经被确定，例如0x80000100。

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

这个就是位置无关代码，它可以被加载到非运行地址处运行。

说明：编译连接后函数a的运行地址已经被确定，例如0x80000100。

一、名词解释

ARM位置无关代码设计指的是该部分代码编译后的可执行镜像，加载到任何地址处都可以正常运行。

即：程序不在连接时指定的运行地址空间，也可以执行。

二、实现的必要条件

1.ARM汇编中对程序运行的相对跳转指令：

BL a：运行时首先获得当前PC值（也就是当前代码段的值），然后计算当前PC值和a（也是由连接器获得）间的距离；跳转地址即是pc+offset。

相对跳转指令的目标地址用基于当前PC的偏移量来表示、与连接时分配给地址标号的绝对地址值无关，因而、代码可以在任何位置进行跳转，实现位置无关性。

这样，不论编译器指定的a绝对地址是什么；程序都可以加载到任意地址处正常运行。

三、说明

连接阶段执行后，可执行镜像中的虚拟地址与内存管理无关！