armlink 第二章 scatter语法（一）

第二章 scatter语法（一）基本结构

先来看一下，一个scatter文件的整体结构，如下图：

接下来分别对其进行详细说明。

2.1 加载region的描述信息

加载region的描述信息指出了它的孩子——执行region——的放置情况

2.1.1 加载region的描述信息组成元素

加载region描述信息由下面组成：

1. 名字——被链接器用于标记唯一的加载region
2. 基址——在这个region下的数据和代码开始的地址
3. 属性
4. 可选的最大长度
5. 一个或多个执行regoin

如下图

2.1.2 加载region的属性

ABSOLUTE:

链接之后，内容被放置在一个固定地址。除非你使用PI或者RELOC属性，否则这个属性是默认值

ALIGN aligment:

将4字节对齐，增加到aligment字节对齐。aligment必须是2的正数幂。如果加载region直接指定基址，那么基址必须对齐；如果加载region使用+offset的方式指定基址，那么链接器自动计算以保证对齐。

NOCOMPRESS:

默认情况下RW数据被压缩，该属性使得RW数据内容不被压缩。

OVERLAY：

该属性使得在同一个地址，具有多个加载region。ARM工具集不会提供overlay机制。为了在同一个位置放置多个加载region，你必须提供自己的overlay管理器。

PI:

标记该region是地址无关的。内容不会依赖于任何固定的地址。

PROTECTED：

该属性阻止：

1. 加载region的重叠
2. venner的共享
3. 使用–merge选项共享字符串

注意：venner，指的是链接器生成的一小段代码，这段代码可能用于长距离的跳转等。

RELOC:

标记该region是可重定位的。重定位信息会被保存，使其能够被其他的工具移动到其他位置，已达到可重定位的功效

2.1.3 加载region的地址属性继承规则

加载region可以继承上一个加载region的属性。为了达到此目的，只需要使用+offset的方式设置基址即可。如下情况下无法继承属性：

1. 显示的设置了加载region的属性
2. 前一个加载region具有OVERLAY属性

你可以显式的使用ABSOLUTE,PI,RELOC,OVERLAY指定地址属性,当地址属性没有被指定时，下面的继承规则将会被应用：

1. OVERLAY属性不会被继承
2. 加载和执行region的基址默认为ABSOLUTE
3. +offset会继承上一个region的地址属性，如果没有上一个region，则为ABSOLUTE属性。

例如：

LR1 0x8000 PI
{
    …
}
LR2 +0 ; LR2从LR1继承PI属性
{
    …
}
LR3 0x1000 ; LR3不会继承因为它没有相对基址，所以为默认属性ABSOLUTE
{
    …
}
LR4 +0 ; LR4从LR3继承ABSOLUTE
{
    …
}
LR5 +0 RELOC ; LR5不会继承，因为它显式设置了RELOC
{
    …
}
LR6 +0 OVERLAY ; LR6不会继承，因为有OVERLAY
{
    …
}
LR7 +0 ; LR7不会继承OVERLAY，因此是默认属性ABSOLUTE
{
    …
}

2.1.4 RELOC地址属性的继承规则

你可以给加载region设置一个RELOC属性。但是，执行region仅可以从父加载region中继承RELOC。

注意：对于BP链接模型，如果加载region有RELOC属性，那么所有的在这个加载region内的执行region必须是+offset方式来指定基址。这个保证了执行region继承父加载region的重定位信息。

例如：

LR1 0x8000 RELOC
{
    ER1 +0 ; 从LR1中继承RELOC属性
    {
        …
    }
    ER2 +0 ; 从ER1中继承RELOC属性
    {
        …
    }
    ER3 +0 RELOC ; 错误,不能在执行region中显式指定RELOC属性
    {
        …
    }
}

2.2 执行region的描述信息

这部分指定了region在运行时处在内存的什么位置。

2.2.1 执行region的描述信息组成元素

由下面的元素组成：

1. 名字——被链接器标识，用于区分不同的执行region
2. 基址——不是绝对值就是相对值
3. 属性
4. 可选的最大长度
5. 一个或多个输入section的模式字符串

如下图：

2.2.2 执行region的属性

ABSOLUTE:

链接之后，内容被放置于一个固定的地址。

ALIGN aligment:

将4字节对齐提升到aligment字节对齐。aligment必须是2的正数幂。如果执行region被设置了基址，那么他必须按照aligment字节对齐。如果执行region被设置了偏移，那么链接器自动计算地址，以达到aligment字节对齐。

ALIGNALL value:

增加执行region中各section的对齐为value字节对齐。value的值必须是2的正数幂，并且必须大于等于4

ANY_SIZE max_size:

指定，该region可以放置的未分配section（即.ANY匹配的section）的最大大小。

例如：如果一个执行region，将仅被.ANY匹配的section填充，那么2%将用于venner。剩下的98%才会用于.ANY匹配的section

使用这个关键字时，注意下面的限制：

1. max_size 必须小于或者等于region大小
2. 可以在没有.ANY选择器的region上使用ANY_SIZE.但是，他会被armlink忽略。

EMPYT [-]length:

在内存中保留一个给定大小的空的区域。通常被用作堆或栈区域。在带有EMPTY属性的region中，不能放置任何section。

length为正数，则基址为起始地址。length为负数，则基址为结束地址。

FILL value:

链接器创建一个region，该region填充value。如果你指定了FILL，那么就必须跟一个value。例如FILL 0xFFFFFFFF.他相当于EMPTY ZEROPAD PADVALUE

FIXED：

固定地址，链接器尝试使执行地址和加载地址相同。如果无法相同将报错。

NOCOMPRESS：

armlink默认是打开RW数据压缩的。该属性使得RW数据不被压缩。

OVERLAY:

指示该region可能会有重叠的section。

PADVALUE:

定义填充的值。PADVALUE必须跟一个值，例如：

EXEC 0x10000 PADVALUE 0xffffffff EMPTY ZEROPAD 0x2000

这将创建一个大小0x2000,填满0xffffffff的region

PADVALUE属性的值必须是字大小，且被加载region所忽略。

PI：

该region仅包含位置无关的section。

注意：该属性在包含XO section时，不支持

SORTTYPE:

指定执行region的排序算法，例如：

ER1 +0 SORTTYPE CallTree

UNINIT:

用于创建包含未初始化数据或者内存映射IO的region。

ZEROPAD:

零初始化的section被写入ELF中，因此不用在运行时填充零

该属性设置ZI输出section的长度，并保存在Image$$region_name$$ZI$$Length中。

注意：Image$$region_name$$ZI$$Length是链接器使用的一些符号。因为本系列文章的主旨是scatter文件。因此不再对链接器的符号做进一步说明。

只有root region可以使用这个属性。否则将产生一个警告，并忽略。

2.2.3 执行region的地址属性的继承规则

执行region可以继承上一个执行region的属性。

为了继承，直接使用+offset的形式来指定基址。第一个执行region继承其父加载region的属性。

执行region在下面情况下无法继承属性：

1. 显式设置了执行region的属性
2. 上一个执行region具有OVERLAY属性

你可以使用ABSOLUTE,PI,OVERLAY属性，显式的设置执行region。但是，执行region仅继承父加载region的RELOC属性。

当没有地址属性被设置时，下面的继承规则会发生：

1. OVERLAY属性不会被继承，含有OVERLAY属性的region也不会继承
2. 加载或者执行region的基址默认是ABSOLUTE
3. 通过+offset设置的地址，将会继承上一个执行region的地址属性，如果没有上一个，则继承父加载region的地址属性

例如：

LR1 0x8000 PI
{
    ER1 +0 ; ERI从LR1中继承PI
    {
        …
    }
    ER2 +0 ; ER2从ER1中继承PI
    {
        …
    }
    ER3 0x10000 ; ER3没有继承，因为他没有使用相对基址，因此它使用了默认属性ABSOLUTE
    {
        …
    }
    ER4 +0 ; ER4从ER3中继承ABSOLUTE
    {
        …
    }
    ER5 +0 PI ; ER5不会继承，因为他显式设置了PI
    {
        …
    }
    ER6 +0 OVERLAY ; ER6不会继承，因为他设置了OVERLAY
    {
        …
    }
    ER7 +0 ; ER7不会继承OVERLAY，因此使用默认属性ABSOLUTE
    {
        …
    }
}

2.2.4 相对地址用在加载region上的情况

当相对地址用在加载region上时，需要注意如下情况：

1. 如果使用+offset的加载region（LR2）跟在一个含有ZI数据的加载region(LR1)之后。那么LR2将覆盖ZI数据。为了修复这个，使用ImageLimit()函数来指定LR2的基址。

注意：这在下一章中有例子

2. LR2继承LR1的属性，除非如下情况：

• LR1有OVERLAY属性
• LR2显式设置了属性

如果一个加载region无法继承属性，那么它将使用默认值ABSOLUTE。

3. 在ROM镜像中，如果一个region含有RW数据压缩，且下一个region使用+offset设置基址，则在这两个region之间，可能存在一个空隙。这是因为链接器计算相对基址时，是相对于未压缩数据的。但是这个空隙会在运行时消失。因为运行时会解压出来。

2.2.5 相对地址用在执行region上的情况

当相对地址用在执行region上时，需要注意一下情况：

1. 除非执行region被显式的设置属性，否则，第一个执行region继承父加载region的属性。
2. 使用相对地址的执行region（ER2）继承执行region（ER1）的属性，除非如下情况：

• ER1有OVERLAY属性
• ER2有一个显式的属性设置

如果一个执行region无法继承属性，那么将使用默认值ABSOLUTE

3. 如果父加载region有RELOC属性，那么在其内的所有的执行region必须使用相对地址。

2.3 输入section的描述信息

输入section的描述信息是一个模式字符串，用于选择section

2.3.1 输入section的描述信息组成元素

由如下部分组成：

1. 名字，可以使用通配符——中间文件名，库成员名，或者库名字
2. 输入sectoin名，或者输入section属性，例如READ-ONLY,或者CODE。输入section名也可以使用通配符
3. 符号名

如下图：

2.3.2 模块和输入section模式字符串举例

模块匹配举例：

• * 匹配任何模块和库
• *.o 匹配任何以o结尾的模块
• math.o 匹配math.o 模块
• *armlib* 匹配所有ARM支持的C库
• “file1.o” 匹配file1.o
• *math.lib 匹配所有以math.lib结尾的库。例如：c:\apps\lib\math\satmath.lib

输入section匹配举例：

• +RO 匹配所有RO代码和RO数据
• +RW,+ZI 匹配所有的RW代码，所有的RW数据，所有ZI数据
• BLOCK_42 匹配名字叫做BLOCK_42的section。这个名字可能有多个section，但是他们的属性可能不同。

本章完，下章scatter文件中使用的表达式和函数