ARM scat讲解

### ARM scat讲解 #### 关于分散加载 (Scatter Loading) 在嵌入式系统开发过程中，特别是对于基于ARM架构的设备而言，理解并熟练掌握**分散加载（Scatter Loading）**技术是至关重要的。该技术允许开发者精细地控制程序在不同内存区域之间的布局，这对于优化性能、内存管理和调试等方面具有重要意义。 ##### 分散加载概述 **分散加载**是一种高级的链接器技术，它允许开发者定义复杂的内存布局，使得程序的不同部分可以在不同的物理地址上加载和执行。这种技术特别适用于具有复杂内存映射的嵌入式系统，例如那些需要将程序代码、只读数据、可写数据以及初始化数据零区分开存储的系统。 **ARM链接器**（armlink）支持通过分散加载描述文件来指定这种复杂的内存布局。这种描述文件通常是一个文本文件，其中包含了所有关于程序各个部分如何被分组、如何被放置在内存中的详细信息。 #### 关键概念 1. **映像(Image)**：由一个或多个**区**和输出节组成的程序集合。每个映像都有自己的加载和执行地址。 2. **区(Region)**：指程序映像的一部分，可以拥有独立的加载地址和执行地址。一个典型的区可能包括代码段、数据段等。 3. **输出节(Output Section)**：链接过程的结果之一，是从输入文件中提取的一段连续的内存区域。这些节最终会被放置在相应的区中。 4. **加载地址**：程序在内存中的实际物理地址。 5. **执行地址**：程序在执行时使用的虚拟地址。 #### 使用分散加载描述文件 分散加载描述文件是链接器用来创建复杂映像的关键。下面是一些关键要素： 1. **描述文件格式**：分散加载描述文件通常是文本格式，其中包含了一系列指令和符号，用以定义如何将输入文件转换成最终的输出映像。 2. **区和节的定义**：描述文件中定义了各种区和节的属性，如起始地址、大小等。 3. **符号定义**：为了支持分散加载，链接器会创建一系列与区相关的符号。这些符号允许程序在运行时获取到特定区的地址信息。 #### 示例说明 以下是一些具体的例子来解释如何使用分散加载描述文件： 1. **指定区和节地址的示例**：在分散加载描述文件中，可以通过显式地指定区和节的地址来控制其在内存中的位置。例如，可以指定某个代码段应该被加载到0x20000000处，而数据段则加载到0x20100000处。 ```plaintext CODE 0x20000000 DATA 0x20100000 ``` 2. **简单映像的等效分散加载描述**：即使是最简单的映像也可以通过分散加载描述文件来定义。例如，一个只包含代码段和数据段的简单映像可以通过以下方式定义： ```plaintext MEMORY { ROM (rx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 1M RAM (rwx) : ORIGIN = 0x20100000, LENGTH = 1M } SECTIONS { .text : { *(.text) } > ROM AT> RAM .data : { *(.data) } > RAM .bss : { *(.bss) } > RAM } ``` 3. **使用分散加载描述文件指定堆栈和堆**：通过定义特殊的区`ARM_LIB_STACK`和`ARM_LIB_HEAP`，可以指定堆栈和堆的起始地址和大小。例如： ```plaintext ARM_LIB_HEAP 0x20100000 EMPTY 0x100000 - 0x8000 ; Heap starts at 1MB and grows upwards ARM_LIB_STACK 0x20200000 EMPTY -0x8000 ; Stack space starts at the end of the 2MB of RAM and grows downwards for 32KB ``` 这样做的好处是可以更精确地控制堆栈和堆的使用，避免它们之间的冲突。 #### 总结 分散加载是嵌入式开发中非常重要的一个概念，它允许开发者灵活地控制程序在内存中的布局，从而达到优化性能的目的。通过使用分散加载描述文件，开发者可以轻松地定义复杂的内存映射，这对于处理具有多种内存区域的系统尤其有用。掌握了这项技术后，开发者就能更好地管理内存资源，提高系统的稳定性和性能。