ld 链接脚本中标号名称可能造成的问题

问题描述

在一款 risc-v 架构的开发板上，访问全局变量的时候出现了异常，调试发现全局变量的地址不正确。查看汇编发现全局变量的访问是通过 gp 寄存器中设定的全局指针加一个偏移量完成的，进一步查看这个寄存器的值，发现值不正确！

我的思考

gp 是【全局指针寄存器】，这个寄存器在我之前移植的另一款芯片上并没有使用到，这让我对这个寄存器没有足够重视。

不过这个问题应该是 gp 寄存器变量设定的值不对，可能只需要查看下给 gp 寄存器设定了什么值就能确定问题。

这个值是在启动脚本里面设定的，给它赋予了一个在链接脚本中设定的标号的值。调试启动脚本发现这个变量的值是正常的，初始化过程中 gp 的值确实设定为了一个正确的值，那问题在哪里呢？

进一步的思考我发现，这好像是在实时操作系统中的第一个任务运行之后发生的，而任务初始化时预先存储的现场里面也有对 gp 寄存器的设定，结果发现是这里设定的不对，可是为什么不对呢？

首先排除恢复现场时偏移量搞错的问题。

这之后我注意到在链接脚本与启动脚本（汇编代码）中赋值给 gp 寄存器的标号名称后面有个 $ 符号，而任务初始化过程中预先存储的现场中保存的待恢复的 gp 寄存器的值却没有引用这个 $ 符号。这是正常的！c 语言中变量名并不支持 $ 符号，但是链接脚本中的标号名称并没有指明名称可以使用字符的限定，我查看 ld 手册中与 PROVIDE 相关的章节并没有发现对标号名称所能使用的字符有什么限定，这时我意识到了问题。

之前为什么跑官方 demo 没有这种问题呢？

其实答案很简单！官方 demo 里面都是裸机，没有在 c 语言的代码中间接的设定 gp 寄存器，因此不会有问题。

问题解决

将标号后面的 $ 符号去掉，然后修改启动脚本。重新编译再次调试，终于正常了！

总结

链接脚本中设定的标号名称所能使用的字符没有明确限定，这意味着我们可以使用任意字符来设定标号。可是我们必须注意的是，如果这些标号要在 c 语言中进行引用，那么就必须以 c 语言中变量名称的限定来起名了，否则我们将无法引用这些标号！