如何在已剥离的ARM R5 ELF文件中获取关键符号地址且不占用RAM

使用gcc 11.2.0和ld 2.37.20210721编译面向小内存ARM R5 CPU的程序，需求如下：

• 程序被剥离（stripped）后，仍能获取某个关键符号的地址
• 禁止在RAM中存储该地址或常量，避免内存浪费
• 剥离后的ELF文件需保留可标识该符号地址的信息，理想状态是类似.comment段：readelf不报告其Addr，且无W/X权限
• 原本希望在链接脚本中使用ADDR(symbol)语法，但该功能不可用

尝试过的方案及问题 #

用__attribute__指定自定义段，结合链接脚本设置NOLOAD并将段放置在闲置地址空间（如不可用的处理器寄存器/代码地址空间），但objdump显示段内容丢失；若移除NOLOAD，内容虽保留但会占用RAM。

示例程序 #

__attribute__((unused)) unsigned int GENERAL_FAULT = 0;
volatile unsigned int critical = 5;
__attribute__((section(".criticaladdr"),unused)) const void *critical_addr = (void *)&critical;

void r5_main(void)
{
  while (1)
  {
    if (critical != 5)
      critical = 5;
  }
}

未添加链接脚本时的段信息 #

.criticaladdr段为可写且占用RAM，objdump -s -j .criticaladdr能显示正确地址，段信息如下：

[ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] .text             PROGBITS        00000000 010000 0000c0 00  AX  0   0  4
  [ 2] .note.gnu.bu[...] NOTE            000000c0 0100c0 000024 00   A  0   0  4
  [ 3] .data             PROGBITS        000000e4 0100e4 000004 00  WA  0   0  4
  [ 4] .criticaladdr     PROGBITS        000000e8 0100e8 000004 00  WA  0   0  4
[...]
  [ 9] .comment          PROGBITS        00000000 01011b 000012 01  MS  0   0  1

添加链接脚本后的问题 #

添加以下链接脚本后，.criticaladdr段仍为可写，但objdump显示内容为0x0：

…
MEMORY
{
…
  OCM_RAM_ATF (r) : ORIGIN = 0xFFFD0000, LENGTH = 0x20000
}
…
SECTIONS
{
…
.criticaladdr (NOLOAD) : { KEEP(*(".criticaladdr")) } > OCM_RAM_ATF
}

方法1：只读非加载段+链接脚本属性配置 #

核心是创建只读、非加载、不分配内存的段，让链接器将符号地址写入段的文件内容，但不映射到RAM。

1. 修改代码，给自定义段添加只读属性：

__attribute__((section(".criticaladdr"), unused, const)) const void *critical_addr = (void *)&critical;

添加const让gcc将该变量放入只读段，避免默认的可写属性。

2. 修改链接脚本，定义段为非加载、无内存分配：

SECTIONS
{
  …
  .criticaladdr (NOLOAD) : {
    KEEP(*(".criticaladdr"))
  } :none
}

• :none 指定段不分配到任何内存区域，readelf将不会显示Addr字段
• KEEP() 确保链接器不会因无代码引用而优化掉该段

编译链接后，即使stripped，用objdump -s -j .criticaladdr仍能读取符号地址，且该段不占用RAM。

方法2：自定义NOTE段 #

利用ELF的NOTE段特性，该段本身不占用内存，stripped后仍会保留：

1. 编写汇编代码创建NOTE段并写入符号地址：

.section .note.criticaladdr, "a"
.long 4,4,0
.string "CRITICAL_ADDR"
.long critical

2. 在链接脚本中保留该段：

SECTIONS
{
  …
  KEEP(*(.note.criticaladdr))
}

stripped后，可通过readelf -n查看NOTE段内容，从中提取critical的地址，且该段不占用RAM。

方法3：链接脚本直接生成地址段 #

利用链接器指令直接在链接脚本中生成包含符号地址的段：

SECTIONS
{
  …
  .criticaladdr (NOLOAD) : {
    LONG(critical)
  } :none
}

链接器会直接将critical的地址写入.criticaladdr段的文件内容中，该段为非加载状态，不占用RAM，stripped后可通过objdump -s读取地址。

关键注意事项 #

• 必须使用KEEP()指令，防止链接器优化掉目标段
• 段属性需设置为只读（R），避免W权限；通过NOLOAD或:none确保不分配内存
• 用readelf -S检查段属性，确认Addr字段为0，权限仅含R（无W/X）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Seth Robertson