一 代码的组成
程序至少包含：代码段+数据段
代码段：.text
数据段：.data
一般存储全局变量，初值不为0的经过初始化的全局变量
如：char g_char ='A'; //初值为A的字符型全局变量
只读数据段：.rodata
const的全局变量，只读数据段
.bss：初值为0，或者没有初值的全局变量，不保存在bin文件中
如：int g_A =0; //初值为0的整形全局变量
int g_B; //无初值的整形全局变量
commen：注释，不保存在bin文件中
关于bss段和comment段为什么不保存在bin文件中，可以这样来理解，如果我们的代码中有非常多的全局变量（比如100万个char型变量），如果这些数据都保存在bin文件中，那么我们的bin文件得有多大，显然这是不可能的。
所以，一般地，在链接脚本中，我们都需要指出这几个段在内存中的分配情况。如图1所示：
图1 链接脚本
二 重定位的相关概念
2.1 Nand flash和nor flash
以前使用单片机时，没有仔细思考过这个问题，都是认为程序是烧写到芯片内部的flash中的，也没有仔细思考过，程序是怎么跳转到flash取指令并执行的。
对于嵌入式系统来说，它的程序可能会比较大，超出它内部的flash大小，我们的程序无法整个放入到芯片内部的flash中；甚至有些SoC芯片内部根本就没有flash，代码无法放入到芯片内部，只能放在片外flash芯片上，这时芯片就需要外挂flash芯片了---nand flash或者nor flash。
sdram：主要用于程序执行时的程序存储、执行或计算，类比于PC 的内存
2.2 为什么需要重定位
2.3 重定位之前的状态
重定位决定了pc取指令的地址，但是很显然SoC芯片刚刚上电时，重定位还没有实现，SoC需要执行一段代码来实现重定位，所以这时PC指针并没有指向重定位地址的地方，那么这个过程是如何实现的呢？
2.4 上电后，PC指向哪里
对于任何一种SoC芯片来说，上电后PC指针的位置是有硬件设计决定的，一般地，对于cortex-M系列内核的芯片，上电后PC指针都为0，指向0地址处。
对于nand启动，0地址对应片内sram，因为nand控制器上电后自动将nand中的前4k大小拷贝到了sram中，所以此时sram中存在代码（即nand中前4K代码），内核就可以取指令并执行了。
对于nor启动，0地址对应nor芯片，我们已经将程序下载到nor上了，所以此时pc也可以取指令并执行了。
三 重定位过程和方法
3.1 nor flash启动-----只重定位 .data
示例：
char g_char ='A';
constchar g_char2 ='B';
int g_A =0;
int g_B;
int main(void)
{
uart0_init();
while(1)
{
putchar(g_char);
g_char++; /*nor启动，此代码无效*/
delay(1000000);
}
return0;
}
我们的makefile如下
all:
arm-linux-gcc -c -o led.o led.c
arm-linux-gcc -c -o uart.o uart.c
arm-linux-gcc -c -o init.o init.c
arm-linux-gcc -c -o main.o main.c
arm-linux-gcc -c -o start.ostart.S
arm-linux-ld -Ttext 0 -Tdata 0x800 start.o led.ouart.oinit.o main.o -o sdram.elf
arm-linux-objcopy -O binary -Ssdram.elf sdram.bin
arm-linux-objdump -D sdram.elf> sdram.dis
clean:
rm *.bin *.o *.elf *.dis
我们按照上面的Makefile进行编译后，将bin文件下载到nor flash中，发现输出的字符一直都是‘A’，可是我们明明在程序中，对全局字符变量g_char进行++操作，这就说明，我们保存在nor flash中的g_char是不能进行写操作的
为了实现修改，我们考虑将g_char保存在外部的sdram中，修改Makefile如下：
all:
arm-linux-gcc -c -o led.o led.c
arm-linux-gcc -c -o uart.o uart.c
arm-linux-gcc -c -o init.o init.c
arm-linux-gcc -c -o main.o main.c
arm-linux-gcc -c -o start.ostart.S
arm-linux-ld -Ttext 0 -Tdata 0x30000000 start.o led.ouart.o init.omain.o -o sdram.elf
arm-linux-objcopy -O binary -Ssdram.elf sdram.bin
arm-linux-objdump -D sdram.elf> sdram.dis
clean:
rm *.bin *.o *.elf *.dis
编译之后，发现bin文件为800多M，显然这是不合理的
BIN文件的数值为什么是805306369？我们发现805306369=0x30000001，的确，我们在Makefile中就是指明了全局变量保存在SDRAM中，所以BIN文件的保存地址是从0~0x30000000，其大小正好是0x30000001，因此，这个时候，我们的代码段和数据段的存储格式如下：（中间产生了巨大的空洞hole）
为了解决上面的方法，代码过大的问题，有两种方式来解决：
A. 将data段重定位到SDRAM中，text段仍在NOR Flash中
1. 仍然将全局变量数据段和代码段烧写到nor flash中
2. 在运行时，代码段代码要能实现将数据段拷贝（重定位）到SDRAM中；
3. 以后每次访问全局变量，都是去SDRAM中去访问，不去nor flash中访问
这个方式是通过链接脚本（sdram.lds文件）来实现的，如下所示
SECTIONS
{
.text 0 : { *(.text) }
.rodata : { *(.rodata) }
.data 0x30000000 : AT(0x800 )
{
data_load_addr =LOADADDR(.data);
data_start = . ;
*(.data)
data_end = . ;
}
.bss : { *(.bss) *(.COMMON) }
}
这样在makefile文件中，通过指定这个lds文件的方式来编译代码，
arm-linux-ld-T sdram.lds start.o led.ouart.oinit.o main.o -o sdram.elf
（1）对于elf文件
elf文件含有地址信息，bin文件不含有地址信息。使用加载器（对于裸板，就是JTAG调试工具；对于APP，加载器也是一个APP）把elf文件读入内存的加载地址（load addr），然后运行程序。
如果load addr不等于runtime addr，程序本身需要重定位。
核心：程序运行时，应该位于runtime addr（或者是重定位地址，或者链接地址）
（2）对于bin文件
首先将elf文件转换成bin文件，硬件机制的启动（没有加载器），如果bin文件所在位置不等于runtime addr，程序本身实现重定位。但是，我们发现，如果只是按照makefile和sdram.lds文件内容的话，还是不能将data段重定位到SDRAM中，我们需要一个程序将一开始处于nor中的data段拷贝到sdram中，这个程序是在start.S文件来实现的，如下：
ldrr1, =data_load_addr /*data段在bin文件中的地址, 加载地址*/
ldr r2, =data_start /*data段在重定位地址, 运行时的地址*/
ldr r3, =data_end
cpy:
ldrb r4, [r1]
strb r4, [r2]
add r1, r1, #1
add r2, r2, #1
cmp r2, r3
bne cpy
3.2 将text段和data段都重定位在SDRAM中
为了解决上面的问题，解决办法：
A．链接脚本指定runtime addr为SDRAM的地址。
B. 重定位之前的代码，与位置无关，即用位置无关码写成。
C．在nor flash中最开始的代码，需要完成这样的动作，将整个nor中的代码拷贝到SDRAM中（上面的方式是分体的程序，即代码段和数据段是分开来存放的，对于我们上面的示例，就是代码段保存在nor flash，数据段保存在sdram中，这种方式适用于单片机，它们本身含有内部flash，内存空间较小，如果将代码段也拷贝到内存中，会造成内存剩余可用空间变小；合体的方式就是我们这个示例中的链接脚本，它适用于嵌入式系统，因为嵌入式系统的内存空间较大）
SECTIONS
{
. = 0x30000000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
*(.text)
}
. = ALIGN(4);
.rodata : { *(.rodata) }
. = ALIGN(4);
.data : { *(.data) }
. = ALIGN(4);
__bss_start = .;
.bss : { *(.bss) *(.COMMON) }
_end = .;
}
链接脚本只是告诉程序需要将某些段拷贝到哪些内存位置，但是它本身不完成拷贝的动作，这个动作是start.S完成的，因此在start.S文件中，我们需要将text段、rodata段，data段整个拷贝到sdram对应的位置。
/*重定位text,rodata,data段整个程序*/
mov r1, #0 /* */
ldr r2, =_start /*第一条指令运行地址*/
ldr r3, =__bss_start /* bss段起始地址*/
cpy:
ldr r4, [r1]
str r4, [r2]
add r1, r1, #4
add r2, r2, #4
cmp r2, r3
ble cpy
怎么写位置无关码（地址在任何地方都能执行）？
a. 使用相对跳转命令，B/BL
b. 重定位之前，不可使用绝对地址，比如不可访问全局变量、静态变量、有初始值的数组(rodata,data,使用绝对地址来访问)，初始值放在rodata里面，使用绝对地址来访问。
c. 重定位之后，可以使用绝对地址ldr pc, =xxx跳转到runtime addr
d. 不使用绝对地址！最根本的办法是看反汇编
注：这里穿插讲一下什么是位置无关指令，什么是位置相关指令，在我们上面的链接脚本中，我们需要代码段和数据段都被保存在sdram的起始地址0x30000000位置（. = 0x30000000[zj8] ;），这样编译出来的反汇编代码如下：
请注意上面的bl sdram_init处的机器码是eb000102。如果我们希望将代码段和数据段保存在sdram的起始地址为0x3200000位置（. = 0x32000000;），我们再次编译代码，发现bl sdram_init处的机器码仍然是eb000102，按照常规的理解，bl指令现在希望跳转的地址是3200046c（之前的是3000046c），地址不同，按道理来说机器码肯定不同呀（机器码就是对指令的翻译），那这里为什么机器码是一样的呢，这就说明bl指令是位置无关的，它和需要跳转到哪里的地址是没有关系的（只和需要跳转的指令与代码段起始地址的差值有关系，就是说他会在代码段起始位置处查找需要跳转到的地址）
3.3 nand flash启动
很显然，对于nand启动时，.text段和.data段都需要重定位到sdram中，也就是和nor flash中第2种重定位方式一样，这里就不在展开解释了。