背景知識：

• linker:  將多個 input files 輸出為一個 output file.
• output file 與 input files 的格式是一種特殊資料格式稱做 object file format (目的檔格式)，每個檔案則稱做 object file (目的檔)，輸出檔則常稱做 executable (可執行檔)，當然也能稱為 object file。
• 每個 object file 都有一個 section list。
• input section: 在 input file 的 section。
• output section: 在 output file 的 section。

Sections:

• 每個 section 在 object file 中都有至少有 名子 (name) 跟 大小 (size)
• 幾乎每個 section 都還會有資料，稱做 section contents。
• section 可以被標記為 LOADABLE，表示這些 contents 在 output file (executable) 運行時需要被載入到記憶體當中。
• section 可以被標記為 ALLOCATABLE，當 (翻書)
• 非 LOADABLE 或是 ALLOCATABLE 的 section，通常是裝載著 debugging information。

Section Address

• 每個 loadable 或是 allocatable output section 都有兩個 addresses。
• VMA (virtual memory address): 當 output file 運作時，section 會得到這個 address。
• LMA (load memory address): 當 section 被載入 (loaded) 時，會放置到這個 address。
• 通常時候 VMA = LMA。
• 舉例不相同的時候: 當 data section 被載入到 ROM，接著當程式開始 starts up 時再被 copy 到 RAM 內。這個例子 ROM address 會是 LMA，RAM 位置會是 VMA。
• 可用 objdump -h 觀察上述事實：

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簡單範例：

通常 linker script 都是很和藹可親的。

舉例而言，你的程式有程式碼、初始化變數與未初始化變數，他們分別會放在不同的 section: .text、.data、.bss 之中。而我們想要把 code 放到 0x10000，data 放到 0x8000000，以下就是符合我們要求的 linker script

以下逐一講解各行意義：

• 第一行：使用 SECTIONS keyword 來表示開始宣告 SECTIONS。
• 第三行：. 是 linker script 中非常重要的東西，稱做 location counter。location counter 表示目前的 location，當從 SECTIONS 開始的時候，其初始值為 0，location counter 會隨著 output section 的增加而增加，並且可以對 location counter 賦值。第二行就是將 location counter 移動到(賦值) 0x10000。
• 第四行：定義一個 output section .text在大括號裏面，可以擺放想要放入這個 section 的 contents。
• 第六行：將所有 input files 的 .text input section 放入這個地方。* 是一個 wildcard 符號，會比對所有符合的檔名。
• 當然，因為 .text 在定義的時候，location counter 是在 0x10000，因此 linker 會將 output file 中的 .text 從 0x10000 開始。
• 第八行：將 location counter 移動到 0x8000000。
• 後面就是一樣的了。
• linker 會自動 align  section 的位置！

 

簡單範例2  (mini-arm-os)

應該要能看懂了。只有4個沒看過的地方：

• ENTRY(reset_handler): man ENTRY
  function ENTRY 在 linker script 中可以指定 entry point，也就是程式執行時第一個執行的指令開始位置。這邊設定 reset_handler 作為 entry point。
• MEMORY: man MEMORY
  command MEMORY 可以用來設定記憶體區段的屬性，起始位置以及長度。其 syntax 為：
  
  MEMORY { name [(attr)] : ORIGIN = origin, LENGTH = len … }

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  MEMORY {     name [(attr)] : ORIGIN = origin, LENGTH = len     ... }

  
  這邊我們設定一個 Memory region 叫作 FLASH，可以 read and execute，起始位置為 0x00000，長度為128K。
• KEEP: man KEEP
  當有開啟 link-time garbage collection 的時候，有時候我們希望某個區段不要被回收掉，這時候就可以使用 KEEP，使用方式為將 input section wildcard entry 放入 KEEP 中。e.g. KEEP(*(.init)) 或是 KEEP(SORT_BY_NAME(*)(.ctors))。
• >FLASH: man >region
  把 output section 置入該 memory region，BJ4。

中等範例  (mini-arm-os)

看完上面的看這個，應該就會幾乎都懂了。

VMA / LMA 與 AT keyword 解釋

請先參考：mlouielu/linker_script_vma_lma_example

Reference

• wen00072, Linker Script初探 – GNU Linker Ld手冊略讀, http://wen00072.github.io/blog/2014/03/14/study-on-the-linker-script/
• department of mathematics, utah university, Using LD, the GNU linker – Command Language, https://www.math.utah.edu/docs/info/ld_3.html
• sourceware.org, 3 Linker Script, https://sourceware.org/binutils/docs/ld/Scripts.html