]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/ld65.sgml
3fbc7c2c2044f4b78ef6059794ee6f2382c51d74
[cc65] / doc / ld65.sgml
1 <!doctype linuxdoc system>
2
3 <article>
4 <title>ld65 Users Guide
5 <author>Ullrich von Bassewitz, <htmlurl url="mailto:uz@cc65.org" name="uz@cc65.org">
6 <date>02.12.2000, 02.10.2001
7
8 <abstract>
9 The ld65 linker combines object files into an executable file. ld65 is highly
10 configurable and uses configuration files for high flexibility.
11 </abstract>
12
13 <!-- Table of contents -->
14 <toc>
15
16 <!-- Begin the document -->
17
18 <sect>Overview<p>
19
20 The ld65 linker combines several object modules created by the ca65
21 assembler, producing an executable file. The object modules may be read
22 from a library created by the ar65 archiver (this is somewhat faster and
23 more convenient). The linker was designed to be as flexible as possible.
24 It complements the features that are built into the ca65 macroassembler:
25
26 <itemize>
27
28 <item>  Accept any number of segments to form an executable module.
29
30 <item>  Resolve arbitrary expressions stored in the object files.
31
32 <item>  In case of errors, use the meta information stored in the object files
33         to produce helpful error messages. In case of undefined symbols,
34         expression range errors, or symbol type mismatches, ld65 is able to
35         tell you the exact location in the original assembler source, where
36         the symbol was referenced.
37
38 <item>  Flexible output. The output of ld65 is highly configurable by a config
39         file. More common platforms are supported by builtin configurations
40         that may be activated by naming the target system. The output
41         generation was designed with different output formats in mind, so
42         adding other formats shouldn't be a great problem.
43
44 </itemize>
45
46
47 <sect>Usage<p>
48
49
50 <sect1>Command line option overview<p>
51
52 The linker is called as follows:
53
54 <tscreen><verb>
55 ---------------------------------------------------------------------------
56 Usage: ld65 [options] module ...
57 Short options:
58   -(                    Start a library group
59   -)                    End a library group
60   -C name               Use linker config file
61   -D sym=val            Define a symbol
62   -L path               Specify a library search path
63   -Ln name              Create a VICE label file
64   -S addr               Set the default start address
65   -V                    Print the linker version
66   -h                    Help (this text)
67   -m name               Create a map file
68   -o name               Name the default output file
69   -t sys                Set the target system
70   -u sym                Force an import of symbol `sym'
71   -v                    Verbose mode
72   -vm                   Verbose map file
73
74 Long options:
75   --cfg-path path       Specify a config file search path
76   --config name         Use linker config file
77   --dbgfile name        Generate debug information
78   --define sym=val      Define a symbol
79   --dump-config name    Dump a builtin configuration
80   --end-group           End a library group
81   --force-import sym    Force an import of symbol `sym'
82   --help                Help (this text)
83   --lib file            Link this library
84   --lib-path path       Specify a library search path
85   --mapfile name        Create a map file
86   --module-id id        Specify a module id
87   --obj file            Link this object file
88   --obj-path path       Specify an object file search path
89   --start-addr addr     Set the default start address
90   --start-group         Start a library group
91   --target sys          Set the target system
92   --version             Print the linker version
93 ---------------------------------------------------------------------------
94 </verb></tscreen>
95
96
97 <sect1>Command line options in detail<p>
98
99 Here is a description of all the command line options:
100
101 <descrip>
102
103   <label id="option--start-group">
104   <tag><tt>-(, --start-group</tt></tag>
105
106   Start a library group. The libraries specified within a group are searched
107   multiple times to resolve crossreferences within the libraries. Normally,
108   crossreferences are only resolved within a library, that is the library is
109   searched multiple times. Libraries specified later on the command line
110   cannot reference otherwise unreferenced symbols in libraries specified
111   earlier, because the linker has already handled them. Library groups are
112   a solution for this problem, because the linker will search repeatedly
113   through all libraries specified in the group, until all possible open
114   symbol references have been satisfied.
115
116
117   <tag><tt>-), --end-group</tt></tag>
118
119   End a library group. See the explanation of the <tt><ref
120   id="option--start-group" name="--start-group"></tt> option.
121
122
123   <tag><tt>-h, --help</tt></tag>
124
125   Print the short option summary shown above.
126
127
128   <label id="option-m">
129   <tag><tt>-m name, --mapfile name</tt></tag>
130
131   This option (which needs an argument that will used as a filename for
132   the generated map file) will cause the linker to generate a map file.
133   The map file does contain a detailed overview over the modules used, the
134   sizes for the different segments, and a table containing exported
135   symbols.
136
137
138   <label id="option-o">
139   <tag><tt>-o name</tt></tag>
140
141   The -o switch is used to give the name of the default output file.
142   Depending on your output configuration, this name may NOT be used as
143   name for the output file. However, for the builtin configurations, this
144   name is used for the output file name.
145
146
147   <label id="option-t">
148   <tag><tt>-t sys, --target sys</tt></tag>
149
150   The argument for the -t switch is the name of the target system. Since this
151   switch will activate a builtin configuration, it may not be used together
152   with the <tt><ref id="option-C" name="-C"></tt> option. The following target
153   systems are currently supported:
154
155   <itemize>
156   <item>none
157   <item>apple2
158   <item>apple2enh
159   <item>atari
160   <item>atmos
161   <item>c16 (works also for the c116 with memory up to 32K)
162   <item>c64
163   <item>c128
164   <item>plus4
165   <item>cbm510 (CBM-II series with 40 column video)
166   <item>cbm610 (all CBM series-II computers with 80 column video)
167   <item>pet (all CBM PET systems except the 2001)
168   <item>geos
169   <item>lunix
170   <item>atmos
171   <item>nes
172   <item>supervision
173   </itemize>
174
175   There are a few more targets defined but neither of them is actually
176   supported.
177
178
179   <tag><tt>-u sym[:addrsize], --force-import sym[:addrsize]</tt></tag>
180
181   Force an import of a symbol. While object files are always linked to the
182   output file, regardless if there are any references, object modules from
183   libraries get only linked in if an import can be satisfied by this module.
184   The <tt/--fore-import/ option may be used to add a reference to a symbol and
185   as a result force linkage of the module that exports the identifier.
186
187   The name of the symbol may optionally be followed by a colon and an address
188   size specifier. If no address size is specified, the default address size
189   for the target machine is used.
190
191   Please note that the symbol name needs to have the internal representation,
192   meaning you have to prepend an underline for C identifiers.
193
194
195   <label id="option-v">
196   <tag><tt>-v, --verbose</tt></tag>
197
198   Using the -v option, you may enable more output that may help you to
199   locate problems. If an undefined symbol is encountered, -v causes the
200   linker to print a detailed list of the references (that is, source file
201   and line) for this symbol.
202
203
204   <tag><tt>-vm</tt></tag>
205
206   Must be used in conjunction with <tt><ref id="option-m" name="-m"></tt>
207   (generate map file). Normally the map file will not include empty segments
208   and sections, or unreferenced symbols. Using this option, you can force the
209   linker to include all this information into the map file.
210
211
212   <label id="option-C">
213   <tag><tt>-C</tt></tag>
214
215   This gives the name of an output config file to use. See section 4 for more
216   information about config files. -C may not be used together with <tt><ref
217   id="option-t" name="-t"></tt>.
218
219
220   <label id="option-D">
221   <tag><tt>-D sym=value, --define sym=value</tt></tag>
222
223   This option allows to define an external symbol on the command line. Value
224   may start with a '&dollar;' sign or with <tt/0x/ for hexadecimal values,
225   otherwise a leading zero denotes octal values. See also the <ref
226   id="SYMBOLS" name="SYMBOLS section"> in the configuration file.
227
228
229   <label id="option--lib-path">
230   <tag><tt>-L path, --lib-path path</tt></tag>
231
232   Specify a library search path. This option may be used more than once. It
233   adds a directory to the search path for library files. Libraries specified
234   without a path are searched in current directory, in the directory given in
235   the <tt/LD65_LIB/ environment variable, and in the list of directories
236   specified using <tt/--lib-path/.
237
238
239   <tag><tt>-Ln</tt></tag>
240
241   This option allows you to create a file that contains all global labels and
242   may be loaded into VICE emulator using the <tt/ll/ (load label) command. You
243   may use this to debug your code with VICE. Note: Older versions had some
244   bugs in the label code. If you have problems, please get the latest VICE
245   version.
246
247
248   <label id="option-S">
249   <tag><tt>-S addr, --start-addr addr</tt></tag>
250
251   Using -S you may define the default starting address. If and how this
252   address is used depends on the config file in use. For the builtin
253   configurations, only the "none", "apple2" and "apple2enh" systems honor an
254   explicit start address, all other builtin config provide their own.
255
256
257   <tag><tt>-V, --version</tt></tag>
258
259   This option print the version number of the linker. If you send any
260   suggestions or bugfixes, please include this number.
261
262
263   <label id="option--cfg-path">
264   <tag><tt>--cfg-path path</tt></tag>
265
266   Specify a config file search path. This option may be used more than once.
267   It adds a directory to the search path for config files. A config file given
268   with the <tt><ref id="option-C" name="-C"></tt> option that has no path in
269   its name is searched in the current directory, in the directory given in the
270   <tt/LD65_CFG/ environment variable, and in the list of directories specified
271   using <tt/--cfg-path/.
272
273
274   <label id="option--dbgfile">
275   <tag><tt>--dbgfile name</tt></tag>
276
277   Specify an output file for debug information. Available information will be
278   written to this file. Using the <tt/-g/ option for the compiler and assembler
279   will increase the amount of information available. Please note that debug
280   information generation is currently being developed, so the format of the
281   file and it's contents are subject to change without further notice.
282
283
284   <tag><tt>--lib file</tt></tag>
285
286   Links a library to the output. Use this command line option instead of just
287   naming the library file, if the linker is not able to determine the file
288   type because of an unusual extension.
289
290
291   <tag><tt>--obj file</tt></tag>
292
293   Links an object file to the output. Use this command line option instead
294   of just naming the object file, if the linker is not able to determine the
295   file type because of an unusual extension.
296
297
298   <label id="option--obj-path">
299   <tag><tt>--obj-path path</tt></tag>
300
301   Specify an object file search path. This option may be used more than once.
302   It adds a directory to the search path for object files. An object file
303   passed to the linker that has no path in its name is searched in current
304   directory, in the directory given in the <tt/LD65_OBJ/ environment variable,
305   and in the list of directories specified using <tt/--obj-path/.
306
307 </descrip>
308
309
310
311 <sect>Search paths<p>
312
313 Starting with version 2.10 there are now several search paths for files needed
314 by the linker: One for libraries, one for object files and one for config
315 files.
316
317
318 <sect1>Library search path<p>
319
320 The library search path contains in this order:
321
322 <enum>
323 <item>The current directory.
324 <item>A compiled in library path which is often <tt>/usr/lib/cc65/lib</tt> on
325       Linux systems.
326 <item>The value of the environment variable <tt/LD65_LIB/ if it is defined.
327 <item>The value of the environment variable <tt/CC65_LIB/ if it is defined.
328       Please note that use of this environment variable is obsolete and may
329       get removed in future versions.
330 <item>Any directory added with the <tt><ref id="option--lib-path"
331       name="--lib-path"></tt> option on the command line.
332 </enum>
333
334
335 <sect1>Object file search path<p>
336
337 The object file search path contains in this order:
338
339 <enum>
340 <item>The current directory.
341 <item>A compiled in directory which is often <tt>/usr/lib/cc65/lib</tt> on
342       Linux systems.
343 <item>The value of the environment variable <tt/LD65_OBJ/ if it is defined.
344 <item>The value of the environment variable <tt/CC65_LIB/ if it is defined.
345       Please note that use of this environment variable is obsolete and may
346       get removed in future versions.
347 <item>Any directory added with the <tt><ref id="option--obj-path"
348       name="--obj-path"></tt> option on the command line.
349 </enum>
350
351
352 <sect1>Config file search path<p>
353
354 The config file search path contains in this order:
355
356 <enum>
357 <item>The current directory.
358 <item>A compiled in directory which is often <tt>/usr/lib/cc65/cfg</tt> on
359       Linux systems.
360 <item>The value of the environment variable <tt/LD65_CFG/ if it is defined.
361 <item>The value of the environment variable <tt/CC65_LIB/ if it is defined.
362       Please note that use of this environment variable is obsolete and may
363       get removed in future versions.
364 <item>Any directory added with the <tt><ref id="option--cfg-path"
365       name="--cfg-path"></tt> option on the command line.
366 </enum>
367
368
369
370 <sect>Detailed workings<p>
371
372 The linker does several things when combining object modules:
373
374 First, the command line is parsed from left to right. For each object file
375 encountered (object files are recognized by a magic word in the header, so
376 the linker does not care about the name), imported and exported
377 identifiers are read from the file and inserted in a table. If a library
378 name is given (libraries are also recognized by a magic word, there are no
379 special naming conventions), all modules in the library are checked if an
380 export from this module would satisfy an import from other modules. All
381 modules where this is the case are marked. If duplicate identifiers are
382 found, the linker issues a warning.
383
384 This procedure (parsing and reading from left to right) does mean, that a
385 library may only satisfy references for object modules (given directly or from
386 a library) named <em/before/ that library. With the command line
387
388 <tscreen><verb>
389         ld65 crt0.o clib.lib test.o
390 </verb></tscreen>
391
392 the module test.o may not contain references to modules in the library
393 clib.lib. If this is the case, you have to change the order of the modules
394 on the command line:
395
396 <tscreen><verb>
397         ld65 crt0.o test.o clib.lib
398 </verb></tscreen>
399
400 Step two is, to read the configuration file, and assign start addresses
401 for the segments and define any linker symbols (see <ref id="config-files"
402 name="Configuration files">).
403
404 After that, the linker is ready to produce an output file. Before doing that,
405 it checks it's data for consistency. That is, it checks for unresolved
406 externals (if the output format is not relocatable) and for symbol type
407 mismatches (for example a zero page symbol is imported by a module as absolute
408 symbol).
409
410 Step four is, to write the actual target files. In this step, the linker will
411 resolve any expressions contained in the segment data. Circular references are
412 also detected in this step (a symbol may have a circular reference that goes
413 unnoticed if the symbol is not used).
414
415 Step five is to output a map file with a detailed list of all modules,
416 segments and symbols encountered.
417
418 And, last step, if you give the <tt><ref id="option-v" name="-v"></tt> switch
419 twice, you get a dump of the segment data. However, this may be quite
420 unreadable if you're not a developer:-)
421
422
423
424 <sect>Configuration files<label id="config-files"><p>
425
426 Configuration files are used to describe the layout of the output file(s). Two
427 major topics are covered in a config file: The memory layout of the target
428 architecture, and the assignment of segments to memory areas. In addition,
429 several other attributes may be specified.
430
431 Case is ignored for keywords, that is, section or attribute names, but it is
432 <em/not/ ignored for names and strings.
433
434
435
436 <sect1>Memory areas<p>
437
438 Memory areas are specified in a <tt/MEMORY/ section. Lets have a look at an
439 example (this one describes the usable memory layout of the C64):
440
441 <tscreen><verb>
442         MEMORY {
443             RAM1:  start = $0800, size = $9800;
444             ROM1:  start = $A000, size = $2000;
445             RAM2:  start = $C000, size = $1000;
446             ROM2:  start = $E000, size = $2000;
447         }
448 </verb></tscreen>
449
450 As you can see, there are two ram areas and two rom areas. The names
451 (before the colon) are arbitrary names that must start with a letter, with
452 the remaining characters being letters or digits. The names of the memory
453 areas are used when assigning segments. As mentioned above, case is
454 significant for these names.
455
456 The syntax above is used in all sections of the config file. The name
457 (<tt/ROM1/ etc.) is said to be an identifier, the remaining tokens up to the
458 semicolon specify attributes for this identifier. You may use the equal sign
459 to assign values to attributes, and you may use a comma to separate
460 attributes, you may also leave both out. But you <em/must/ use a semicolon to
461 mark the end of the attributes for one identifier. The section above may also
462 have looked like this:
463
464 <tscreen><verb>
465         # Start of memory section
466         MEMORY
467         {
468             RAM1:
469                 start $0800
470                 size $9800;
471             ROM1:
472                 start $A000
473                 size $2000;
474             RAM2:
475                 start $C000
476                 size $1000;
477             ROM2:
478                 start $E000
479                 size $2000;
480         }
481 </verb></tscreen>
482
483 There are of course more attributes for a memory section than just start and
484 size. Start and size are mandatory attributes, that means, each memory area
485 defined <em/must/ have these attributes given (the linker will check that). I
486 will cover other attributes later. As you may have noticed, I've used a
487 comment in the example above. Comments start with a hash mark (`#'), the
488 remainder of the line is ignored if this character is found.
489
490
491 <sect1>Segments<p>
492
493 Let's assume you have written a program for your trusty old C64, and you would
494 like to run it. For testing purposes, it should run in the <tt/RAM/ area. So
495 we will start to assign segments to memory sections in the <tt/SEGMENTS/
496 section:
497
498 <tscreen><verb>
499         SEGMENTS {
500             CODE:   load = RAM1, type = ro;
501             RODATA: load = RAM1, type = ro;
502             DATA:   load = RAM1, type = rw;
503             BSS:    load = RAM1, type = bss, define = yes;
504         }
505 </verb></tscreen>
506
507 What we are doing here is telling the linker, that all segments go into the
508 <tt/RAM1/ memory area in the order specified in the <tt/SEGMENTS/ section. So
509 the linker will first write the <tt/CODE/ segment, then the <tt/RODATA/
510 segment, then the <tt/DATA/ segment - but it will not write the <tt/BSS/
511 segment. Why? Enter the segment type: For each segment specified, you may also
512 specify a segment attribute. There are four possible segment attributes:
513
514 <tscreen><verb>
515         ro      means readonly
516         rw      means read/write
517         bss     means that this is an uninitialized segment
518         zp      a zeropage segment
519 </verb></tscreen>
520
521 So, because we specified that the segment with the name BSS is of type bss,
522 the linker knows that this is uninitialized data, and will not write it to an
523 output file. This is an important point: For the assembler, the <tt/BSS/
524 segment has no special meaning. You specify, which segments have the bss
525 attribute when linking. This approach is much more flexible than having one
526 fixed bss segment, and is a result of the design decision to supporting an
527 arbitrary segment count.
528
529 If you specify "<tt/type = bss/" for a segment, the linker will make sure that
530 this segment does only contain uninitialized data (that is, zeroes), and issue
531 a warning if this is not the case.
532
533 For a <tt/bss/ type segment to be useful, it must be cleared somehow by your
534 program (this happens usually in the startup code - for example the startup
535 code for cc65 generated programs takes care about that). But how does your
536 code know, where the segment starts, and how big it is? The linker is able to
537 give that information, but you must request it. This is, what we're doing with
538 the "<tt/define = yes/" attribute in the <tt/BSS/ definitions. For each
539 segment, where this attribute is true, the linker will export three symbols.
540
541 <tscreen><verb>
542         __NAME_LOAD__   This is set to the address where the
543                         segment is loaded.
544         __NAME_RUN__    This is set to the run address of the
545                         segment. We will cover run addresses
546                         later.
547         __NAME_SIZE__   This is set to the segment size.
548 </verb></tscreen>
549
550 Replace <tt/NAME/ by the name of the segment, in the example above, this would
551 be <tt/BSS/. These symbols may be accessed by your code.
552
553 Now, as we've configured the linker to write the first three segments and
554 create symbols for the last one, there's only one question left: Where does
555 the linker put the data? It would be very convenient to have the data in a
556 file, wouldn't it?
557
558 <sect1>Output files<p>
559
560 We don't have any files specified above, and indeed, this is not needed in a
561 simple configuration like the one above. There is an additional attribute
562 "file" that may be specified for a memory area, that gives a file name to
563 write the area data into. If there is no file name given, the linker will
564 assign the default file name. This is "a.out" or the one given with the
565 <tt><ref id="option-o" name="-o"></tt> option on the command line. Since the
566 default behaviour is ok for our purposes, I did not use the attribute in the
567 example above. Let's have a look at it now.
568
569 The "file" attribute (the keyword may also be written as "FILE" if you like
570 that better) takes a string enclosed in double quotes (`"') that specifies the
571 file, where the data is written. You may specify the same file several times,
572 in that case the data for all memory areas having this file name is written
573 into this file, in the order of the memory areas defined in the <tt/MEMORY/
574 section. Let's specify some file names in the <tt/MEMORY/ section used above:
575
576 <tscreen><verb>
577         MEMORY {
578             RAM1:  start = $0800, size = $9800, file = %O;
579             ROM1:  start = $A000, size = $2000, file = "rom1.bin";
580             RAM2:  start = $C000, size = $1000, file = %O;
581             ROM2:  start = $E000, size = $2000, file = "rom2.bin";
582         }
583 </verb></tscreen>
584
585 The <tt/%O/ used here is a way to specify the default behaviour explicitly:
586 <tt/%O/ is replaced by a string (including the quotes) that contains the
587 default output name, that is, "a.out" or the name specified with the <tt><ref
588 id="option-o" name="-o"></tt> option on the command line. Into this file, the
589 linker will first write any segments that go into <tt/RAM1/, and will append
590 then the segments for <tt/RAM2/, because the memory areas are given in this
591 order. So, for the RAM areas, nothing has really changed.
592
593 We've not used the ROM areas, but we will do that below, so we give the file
594 names here. Segments that go into <tt/ROM1/ will be written to a file named
595 "rom1.bin", and segments that go into <tt/ROM2/ will be written to a file
596 named "rom2.bin". The name given on the command line is ignored in both cases.
597
598 Assigning an empty file name for a memory area will discard the data written
599 to it. This is useful, if the a memory area has segments assigned that are
600 empty (for example because they are of type bss). In that case, the linker
601 will create an empty output file. This may be suppressed by assigning an empty
602 file name to that memory area.
603
604
605 <sect1>LOAD and RUN addresses (ROMable code)<p>
606
607 Let us look now at a more complex example. Say, you've successfully tested
608 your new "Super Operating System" (SOS for short) for the C64, and you
609 will now go and replace the ROMs by your own code. When doing that, you
610 face a new problem: If the code runs in RAM, we need not to care about
611 read/write data. But now, if the code is in ROM, we must care about it.
612 Remember the default segments (you may of course specify your own):
613
614 <tscreen><verb>
615         CODE            read only code
616         RODATA          read only data
617         DATA            read/write data
618         BSS             uninitialized data, read/write
619 </verb></tscreen>
620
621 Since <tt/BSS/ is not initialized, we must not care about it now, but what
622 about <tt/DATA/? <tt/DATA/ contains initialized data, that is, data that was
623 explicitly assigned a value. And your program will rely on these values on
624 startup. Since there's no other way to remember the contents of the data
625 segment, than storing it into one of the ROMs, we have to put it there. But
626 unfortunately, ROM is not writable, so we have to copy it into RAM before
627 running the actual code.
628
629 The linker cannot help you copying the data from ROM into RAM (this must be
630 done by the startup code of your program), but it has some features that will
631 help you in this process.
632
633 First, you may not only specify a "<tt/load/" attribute for a segment, but
634 also a "<tt/run/" attribute. The "<tt/load/" attribute is mandatory, and, if
635 you don't specify a "<tt/run/" attribute, the linker assumes that load area
636 and run area are the same. We will use this feature for our data area:
637
638 <tscreen><verb>
639         SEGMENTS {
640             CODE:   load = ROM1, type = ro;
641             RODATA: load = ROM2, type = ro;
642             DATA:   load = ROM2, run = RAM2, type = rw, define = yes;
643             BSS:    load = RAM2, type = bss, define = yes;
644         }
645 </verb></tscreen>
646
647 Let's have a closer look at this <tt/SEGMENTS/ section. We specify that the
648 <tt/CODE/ segment goes into <tt/ROM1/ (the one at $A000). The readonly data
649 goes into <tt/ROM2/. Read/write data will be loaded into <tt/ROM2/ but is run
650 in <tt/RAM2/. That means that all references to labels in the <tt/DATA/
651 segment are relocated to be in <tt/RAM2/, but the segment is written to
652 <tt/ROM2/. All your startup code has to do is, to copy the data from it's
653 location in <tt/ROM2/ to the final location in <tt/RAM2/.
654
655 So, how do you know, where the data is located? This is the second point,
656 where you get help from the linker. Remember the "<tt/define/" attribute?
657 Since we have set this attribute to true, the linker will define three
658 external symbols for the data segment that may be accessed from your code:
659
660 <tscreen><verb>
661         __DATA_LOAD__   This is set to the address where the segment
662                         is loaded, in this case, it is an address in
663                         ROM2.
664         __DATA_RUN__    This is set to the run address of the segment,
665                         in this case, it is an address in RAM2.
666         __DATA_SIZE__   This is set to the segment size.
667 </verb></tscreen>
668
669 So, what your startup code must do, is to copy <tt/__DATA_SIZE__/ bytes from
670 <tt/__DATA_LOAD__/ to <tt/__DATA_RUN__/ before any other routines are called.
671 All references to labels in the <tt/DATA/ segment are relocated to <tt/RAM2/
672 by the linker, so things will work properly.
673
674
675 <sect1>Other MEMORY area attributes<p>
676
677 There are some other attributes not covered above. Before starting the
678 reference section, I will discuss the remaining things here.
679
680 You may request symbols definitions also for memory areas. This may be
681 useful for things like a software stack, or an i/o area.
682
683 <tscreen><verb>
684         MEMORY {
685             STACK:  start = $C000, size = $1000, define = yes;
686         }
687 </verb></tscreen>
688
689 This will define three external symbols that may be used in your code:
690
691 <tscreen><verb>
692         __STACK_START__         This is set to the start of the memory
693                                 area, $C000 in this example.
694         __STACK_SIZE__          The size of the area, here $1000.
695         __STACK_LAST__          This is NOT the same as START+SIZE.
696                                 Instead, it it defined as the first
697                                 address that is not used by data. If we
698                                 don't define any segments for this area,
699                                 the value will be the same as START.
700 </verb></tscreen>
701
702 A memory section may also have a type. Valid types are
703
704 <tscreen><verb>
705         ro      for readonly memory
706         rw      for read/write memory.
707 </verb></tscreen>
708
709 The linker will assure, that no segment marked as read/write or bss is put
710 into a memory area that is marked as readonly.
711
712 Unused memory in a memory area may be filled. Use the "<tt/fill = yes/"
713 attribute to request this. The default value to fill unused space is zero. If
714 you don't like this, you may specify a byte value that is used to fill these
715 areas with the "<tt/fillval/" attribute. This value is also used to fill unfilled
716 areas generated by the assemblers <tt/.ALIGN/ and <tt/.RES/ directives.
717
718 The symbol <tt/%S/ may be used to access the default start address (that is,
719 the one defined in the <ref id="FEATURES" name="FEATURES"> section, or the
720 value given on the command line with the <tt><ref id="option-S" name="-S"></tt>
721 option).
722
723
724 <sect1>Other SEGMENT attributes<p>
725
726 Segments may be aligned to some memory boundary. Specify "<tt/align = num/" to
727 request this feature. Num must be a power of two. To align all segments on a
728 page boundary, use
729
730 <tscreen><verb>
731         SEGMENTS {
732             CODE:   load = ROM1, type = ro, align = $100;
733             RODATA: load = ROM2, type = ro, align = $100;
734             DATA:   load = ROM2, run = RAM2, type = rw, define = yes,
735                     align = $100;
736             BSS:    load = RAM2, type = bss, define = yes, align = $100;
737         }
738 </verb></tscreen>
739
740 If an alignment is requested, the linker will add enough space to the output
741 file, so that the new segment starts at an address that is dividable by the
742 given number without a remainder. All addresses are adjusted accordingly. To
743 fill the unused space, bytes of zero are used, or, if the memory area has a
744 "<tt/fillval/" attribute, that value. Alignment is always needed, if you have
745 used the <tt/.ALIGN/ command in the assembler. The alignment of a segment
746 must be equal or greater than the alignment used in the <tt/.ALIGN/ command.
747 The linker will check that, and issue a warning, if the alignment of a segment
748 is lower than the alignment requested in an <tt/.ALIGN/ command of one of the
749 modules making up this segment.
750
751 For a given segment you may also specify a fixed offset into a memory area or
752 a fixed start address. Use this if you want the code to run at a specific
753 address (a prominent case is the interrupt vector table which must go at
754 address $FFFA). Only one of <tt/ALIGN/ or <tt/OFFSET/ or <tt/START/ may be
755 specified. If the directive creates empty space, it will be filled with zero,
756 of with the value specified with the "<tt/fillval/" attribute if one is given.
757 The linker will warn you if it is not possible to put the code at the
758 specified offset (this may happen if other segments in this area are too
759 large). Here's an example:
760
761 <tscreen><verb>
762         SEGMENTS {
763             VECTORS: load = ROM2, type = ro, start = $FFFA;
764         }
765 </verb></tscreen>
766
767 or (for the segment definitions from above)
768
769 <tscreen><verb>
770         SEGMENTS {
771             VECTORS: load = ROM2, type = ro, offset = $1FFA;
772         }
773 </verb></tscreen>
774
775 The "<tt/align/", "<tt/start/" and "<tt/offset/" attributes change placement
776 of the segment in the run memory area, because this is what is usually
777 desired. If load and run memory areas are equal (which is the case if only the
778 load memory area has been specified), the attributes will also work. There is
779 also an "<tt/align_load/" attribute that may be used to align the start of the
780 segment in the load memory area, in case different load and run areas have
781 been specified. There are no special attributes to set start or offset for
782 just the load memory area.
783
784 To suppress the warning, the linker issues if it encounters a segment that is
785 not found in any of the input files, use "<tt/optional=yes/" as additional
786 segment attribute. Be careful when using this attribute, because a missing
787 segment may be a sign of a problem, and if you're suppressing the warning,
788 there is no one left to tell you about it.
789
790 <sect1>The FILES section<p>
791
792 The <tt/FILES/ section is used to support other formats than straight binary
793 (which is the default, so binary output files do not need an explicit entry
794 in the <tt/FILES/ section).
795
796 The <tt/FILES/ section lists output files and as only attribute the format of
797 each output file. Assigning binary format to the default output file would
798 look like this:
799
800 <tscreen><verb>
801         FILES {
802             %O: format = bin;
803         }
804 </verb></tscreen>
805
806 The only other available output format is the o65 format specified by Andre
807 Fachat (see the <htmlurl url="http://www.6502.org/users/andre/o65/fileformat.html"
808 name="6502 binary relocation format specification">). It is defined like this:
809
810 <tscreen><verb>
811         FILES {
812             %O: format = o65;
813         }
814 </verb></tscreen>
815
816 The necessary o65 attributes are defined in a special section labeled
817 <tt/FORMAT/.
818
819
820
821 <sect1>The FORMAT section<p>
822
823 The <tt/FORMAT/ section is used to describe file formats. The default (binary)
824 format has currently no attributes, so, while it may be listed in this
825 section, the attribute list is empty. The second supported format, o65, has
826 several attributes that may be defined here.
827
828 <tscreen><verb>
829     FORMATS {
830         o65: os = lunix, version = 0, type = small,
831              import = LUNIXKERNEL,
832              export = _main;
833     }
834 </verb></tscreen>
835
836
837
838 <sect1>The FEATURES section<label id="FEATURES"><p>
839
840 In addition to the <tt/MEMORY/ and <tt/SEGMENTS/ sections described above, the
841 linker has features that may be enabled by an additional section labeled
842 <tt/FEATURES/.
843
844
845 <sect2>The CONDES feature<p>
846
847 <tt/CONDES/ is used to tell the linker to emit module constructor/destructor
848 tables.
849
850 <tscreen><verb>
851         FEATURES {
852             CONDES: segment = RODATA,
853                     type = constructor,
854                     label = __CONSTRUCTOR_TABLE__,
855                     count = __CONSTRUCTOR_COUNT__;
856         }
857 </verb></tscreen>
858
859 The <tt/CONDES/ feature has several attributes:
860
861 <descrip>
862
863   <tag><tt>segment</tt></tag>
864
865   This attribute tells the linker into which segment the table should be
866   placed. If the segment does not exist, it is created.
867
868
869   <tag><tt>type</tt></tag>
870
871   Describes the type of the routines to place in the table. Type may be one of
872   the predefined types <tt/constructor/, <tt/destructor/, <tt/interruptor/, or
873   a numeric value between 0 and 6.
874
875
876   <tag><tt>label</tt></tag>
877
878   This specifies the label to use for the table. The label points to the start
879   of the table in memory and may be used from within user written code.
880
881
882   <tag><tt>count</tt></tag>
883
884   This is an optional attribute. If specified, an additional symbol is defined
885   by the linker using the given name. The value of this symbol is the number
886   of entries (<em/not/ bytes) in the table. While this attribute is optional,
887   it is often useful to define it.
888
889
890   <tag><tt>order</tt></tag>
891
892   Optional attribute that takes one of the keywords <tt/increasing/ or
893   <tt/decreasing/ as an argument. Specifies the sorting order of the entries
894   within the table. The default is <tt/increasing/, which means that the
895   entries are sorted with increasing priority (the first entry has the lowest
896   priority). "Priority" is the priority specified when declaring a symbol as
897   <tt/.CONDES/ with the assembler, higher values mean higher priority. You may
898   change this behaviour by specifying <tt/decreasing/ as the argument, the
899   order of entries is reversed in this case.
900
901   Please note that the order of entries with equal priority is undefined.
902
903 </descrip>
904
905 Without specifying the <tt/CONDES/ feature, the linker will not create any
906 tables, even if there are <tt/condes/ entries in the object files.
907
908 For more information see the <tt/.CONDES/ command in the <htmlurl
909 url="ca65.html" name="ca65 manual">.
910
911
912 <sect2>The STARTADDRESS feature<p>
913
914 <tt/STARTADDRESS/ is used to set the default value for the start address,
915 which can be referenced by the <tt/%S/ symbol. The builtin default for the
916 linker is &dollar;200.
917
918 <tscreen><verb>
919         FEATURES {
920             # Default start address is $1000
921             STARTADDRESS:       default = $1000;
922         }
923 </verb></tscreen>
924
925 Please note that order is important: The default start address must be defined
926 <em/before/ the <tt/%S/ symbol is used in the config file. This does usually
927 mean, that the <tt/FEATURES/ section has to go to the top of the config file.
928
929
930
931 <sect1>The SYMBOLS section<label id="SYMBOLS"><p>
932
933 The configuration file may also be used to define symbols used in the link
934 stage. The mandatory attribute for a symbol is its value. A second, boolean
935 attribute named <tt/weak/ is available. If a symbol is marked as weak, it may
936 be overridden by defining a symbol of the same name from the command line. The
937 default for symbols is that they're strong, which means that an attempt to
938 define a symbol with the same name from the command line will lead to an
939 error.
940
941 The following example defines the stack size for an application, but allows
942 the programmer to override the value by specifying <tt/--define
943 __STACKSIZE__=xxx/ on the command line.
944
945 <tscreen><verb>
946         SYMBOLS {
947             # Define the stack size for the application
948             __STACKSIZE__:      value = $800, weak = yes;
949         }
950 </verb></tscreen>
951
952
953
954 <sect1>Builtin configurations<p>
955
956 The builtin configurations are part of the linker source. They are also
957 distributed together with the machine specific binary packages (usually in the
958 doc directory) and don't have a special format. So if you need a special
959 configuration, it's a good idea to start with the builtin configuration for
960 your system. In a first step, just replace <tt/-t target/ by <tt/-C
961 configfile/. Then go on and modify the config file to suit your needs.
962
963
964
965 <sect>Special segments<p>
966
967 The builtin config files do contain segments that have a special meaning for
968 the compiler and the libraries that come with it. If you replace the builtin
969 config files, you will need the following information.
970
971 <sect1>INIT<p>
972
973 The INIT segment is used for initialization code that may be reused once
974 execution reaches main() - provided that the program runs in RAM. You
975 may for example add the INIT segment to the heap in really memory
976 constrained systems.
977
978 <sect1>LOWCODE<p>
979
980 For the LOWCODE segment, it is guaranteed that it won't be banked out, so it
981 is reachable at any time by interrupt handlers or similar.
982
983 <sect1>STARTUP<p>
984
985 This segment contains the startup code which initializes the C software stack
986 and the libraries. It is placed in its own segment because it needs to be
987 loaded at the lowest possible program address on several platforms.
988
989 <sect1>HEAP<p>
990
991 This segment defines the location of the memory heap used by the malloc
992 routine.
993
994
995
996 <sect>Bugs/Feedback<p>
997
998 If you have problems using the linker, if you find any bugs, or if you're
999 doing something interesting with it, I would be glad to hear from you. Feel
1000 free to contact me by email (<htmlurl url="mailto:uz@cc65.org"
1001 name="uz@cc65.org">).
1002
1003
1004
1005 <sect>Copyright<p>
1006
1007 ld65 (and all cc65 binutils) are (C) Copyright 1998-2005 Ullrich von
1008 Bassewitz. For usage of the binaries and/or sources the following
1009 conditions do apply:
1010
1011 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
1012 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
1013 arising from the use of this software.
1014
1015 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
1016 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
1017 freely, subject to the following restrictions:
1018
1019 <enum>
1020 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
1021         claim that you wrote the original software. If you use this software
1022         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
1023         appreciated but is not required.
1024 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
1025         be misrepresented as being the original software.
1026 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
1027         distribution.
1028 </enum>
1029
1030
1031
1032 </article>