ARM

连接器 -- Scatter File & Linker Script File

连接器 -- Scatter File & Linker Script File

Posted by naiquan.hu on November 6, 2018

ARM 映像文件是一个层次结构文件, 包含域(region), 输出段(output section)和输入段(input section)

映像文件组成

域1 //加载时对应的一块存储区域--rom中
{
     输出段1 //运行时对应的一块存储区域  -- RAM或ROM中
     {
          输入段1 (编译出来各个.o)
          输入段2
          多个输入段(包含代码段和数据段,可能是RO、RW、ZI)
     }
     输出段2
     {
     }
     //最多三个输出段
}
域2
{
     ....
}

一个域通常映射到一个物理存储器上,如ROM/RAM等。 文件中各部分在存储系统中地址有两种: 加载时地址 映像文件位于存储器中, 运行前的地址。举个例子, 字符串 uint8* hell = “hell world”编译后,运行前保存在ROM中的地址 A, 在运行时被加载到内存中 B, 这里 A 就是加载时地址, 而程序运行时读取的地址时B, 也就是下面的运行时地址。 运行时地址 映像文件运行后加载到存储器的地址。 例如,编译好的映像文件存放于ROM中,即RW段和RO段的加载地址都位于ROM中。运行的时候会把RW段从ROM搬到RAM中,同时在RAM中开辟ZI段,即RO段运行时地址在ROM中,RW段、ZI段运行时地址在RAM中。 区域|加载时地址|–>|运行时地址 —|:–:|:–:|—: RAM||| RAM|||ZI段 RAM|||RW段 ROM|RW段|| ROM|RO段||RO段

ARM 映像文件入口点

入口点分为两类: 初始入口点 映像文件运行时入口地点, 称为初始入口点 (Intial Entry Point),加载文件后跳转到的入口。 普通入口点 汇编程序中 ENTRY 伪操作定义的, 通常用于标志异常处理程序入口,这样连接器删除无用段时,不会把该段代码删除。

初始入口点必须位于映像的运行时域(因为运行时才会跳转到);

初始入口点所在运行时域的的加载地址和运行时地址相同(固定域, Root Region)

以上映像文件映射信息,在 keil 中通过 scatter 配置文件进行描述。 Scatter File 用于armlink, Linker Script File 用于 GNU LD 它们的功效是一样的,即告诉Linker用一定的memory layout来生成最后的image。

Scatter File

Scatter file 是一个文本文件,描述连接器(armlink)生成映像文件时需要的信息(加载时域和运行时域 – 存储时角度和运行时角度看待数据分布 )( 连接器会在连接的时候加入加载时候的代码段,完成程序加载工作), 如下一个文件的组织情况 :

例子

一个加载时域 映像文件保存在 0x10000 地址, 运行的时候, 从该地值读取数据加载到指定区域(运行时域没有指定, 同加载时域,并按配置文件分类存放)

LR_1 0x010000        ; 加载时域LR_1, 也就是加载的时候,从这个地址读取数据
{
    ER_RO +0 0x400       ; 第一个运行时域, 没有指定其实地址,所以为 0x010000, 大小限制在0x400
    {
        * (+RO)      ; 所有 R0 文件放置在这个区域  (这就是一个输入段)
    }
    ER_RW 0x040000   ; 第二个运行时与,指定地址0x040000, 放置所有RW数据
    {
        * (+RW) 
    }
    ER_ZI +0         ; 最后一个运行时域,放置 ZI
                     ; 地址是上一个地址结束的 0 偏移, 也就是紧跟其后
    {
        * (+ZI)   
    }
}

二个加载时域

LR_1 0x010000     ; The first load region is at 0x010000.
{    
	ER_RO +0      ; The address is 0x010000.    
	{        
		* (+RO)    
	}
}
LR_2 0x040000     ; The second load region is at 0x040000.
{    
	ER_RW +0      ; The address is 0x040000.    
	{        
		* (+RW)   ; All RW sections are placed consecutively into this region.    
	}    
	ER_ZI +0      ; The address is 0x040000 + size of ER_RW region.    
	{        
		* (+ZI)   ; All ZI sections are placed consecutively into this region    .    
	}
}