前言：
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本文轉載自：第48章 MDK的編譯過程及文件類型全解—零死角玩轉STM32-F429系列
1. sct分散加載文件的格式與應用
1.1 sct分散加載文件簡介
當工程按默認配置構建時，MDK 會根據我們選擇的芯片型號，獲知芯片的內部 FLASH 及內部 SRAM 存儲器概況，生成一個以工程名命名的後綴爲 .sct 的分散加載文件 (Linker Control File，scatter loading)，鏈接器根據該文件的配置分配各個節區地址，生成分散加載代碼，因此我們通過修改該文件可以定製具體節區的存儲位置。
例如：
（1）可以設置源文件中定義的所有變量自動按地址分配到外部 SDRAM，這樣就不需要再使用關鍵字 “__ attribut e__” 按具體地址來指定了；
（2）利用它還可以控制代碼的加載區與執行區的位置，例如可以把程序代碼存儲到單位容量價格便宜的 NAND-FLASH 中，但在 NAND-FLASH 中的代碼是不能像內部 FLASH 的代碼那樣直接提供給內核運行的，這時可通過修改分散加載文件，把代碼加載區設定爲 NAND-FLASH 的程序位置，而程序的執行區設定爲 SDRAM 中的位置，這樣鏈接器就會生成一個配套的分散加載代碼，該代碼會把 NAND-FLASH 中的代碼加載到 SDRAM 中，內核再從 SDRAM 中運行主體代碼，大部分運行 Linux 系統的代碼都是這樣加載的。
1.2 分散加載文件的格式
************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************
LR_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; 註釋:加載域，基地址空間大小
ER_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; 註釋:加載地址 = 執行地址
*.o (RESET, +First)
*(InRoot$$Sections)
.ANY (+RO)
}
RW_IRAM1 0x20000000 0x00030000 { ; 註釋:可讀寫數據
.ANY (+RW +ZI)
}
}
在默認的 sct 文件配置中僅分配了 Code、RO-data、RW-data 及 ZI-data 這些大區域的地址，鏈接時各個節區(函數、變量等)直接根據屬性排列到具體的地址空間。
sct 文件中主要包含描述加載域及執行域的部分，一個文件中可包含有多個加載域，而一個加載域可由多個部分的執行域組成。同等級的域之間使用花括號 “{}” 分隔開，最外層的是加載域，第二層 “{}” 內的是執行域，其整體結構如下圖：
1.2.1 加載域
//方括號中的爲選填內容
加載域名 (基地址 | ("+"地址偏移)) [屬性列表] [最大容量]
"{"
執行區域描述+
"}"
配合前面分散加載文件內容，各部分介紹如下：
（1） 加載域名： 名稱，在 map 文件中的描述會使用該名稱來標識空間。如本例中只有一個加載域，該域名爲 LR_IROM1。
（2） 基地址+地址偏移： 這部分說明了本加載域的基地址，可以使用+號連接一個地址偏移，算進基地址中，整個加載域以它們的結果爲基地址。如本例中的加載域基地址爲 0x08000000，剛好是 STM32 內部 FLASH 的基地址。
（3） 屬性列表： 屬性列表說明了加載域的是否爲絕對地址、N 字節對齊等屬性，該配置是可選的。本例中沒有描述加載域的屬性。
（4） 最大容量： 最大容量說明了這個加載域可使用的最大空間，該配置也是可選的，如果加上這個配置後，當鏈接器發現工程要分配到該區域的空間比容量還大，它會在工程構建過程給出提示。本例中的加載域最大容量爲 0x00100000，即 1MB，正是本型號 STM32 內部 FLASH 的空間大小。
1.2.2 執行域
//方括號中的爲選填內容
執行域名 (基地址 | "+"地址偏移) [屬性列表] [最大容量 ]
"{"
輸入節區描述
"}"
執行域的格式與加載域是類似的，區別只是輸入節區的描述有所不同，前面的例子中包含了 ER_IROM1 及 RW_IRAM 兩個執行域，它們分別對應描述了 STM32 的內部 FLASH 及內部 SRAM 的基地址及空間大小。而它們內部的"輸入節區描述"說明了哪些節區要存儲到這些空間，鏈接器會根據它來處理編排這些節區。
1.2.3 輸入節區描述
配合加載域及執行域的配置，在相應的域配置"輸入節區描述"，即可控制該節區存儲到域中，其格式如下：
//除模塊選擇樣式部分外，其餘部分都可選選填
模塊選擇樣式"("輸入節區樣式",""+"輸入節區屬性")"
模塊選擇樣式"("輸入節區樣式",""+"節區特性")"
模塊選擇樣式"("輸入符號樣式",""+"節區特性")"
模塊選擇樣式"("輸入符號樣式",""+"輸入節區屬性")"
配合前面舉例的分散加載文件內容，各部分介紹如下：
（1） 模塊選擇樣式： 模塊選擇樣式可用於選擇 .o 及 .lib 目標文件作爲輸入節區，它可以直接使用目標文件名或 * 通配符，也可以使用 “.ANY”。
例如：使用語句 “bsp_led.o” 可以選擇 bsp_led.o 文件，使用語句 “.o" 可以選擇所有 .o 文件，使用 ".lib” 可以選擇所有 .lib 文件，使用 * 或 “.ANY” 可以選擇所有的 .o 文件及 .lib 文件。其中 “.ANY” 選擇語句的優先級是最低的，所有其它選擇語句選擇完剩下的數據纔會被 “.ANY” 語句選中。
（2） 輸入節區樣式： 我們知道在目標文件中會包含多個節區或符號，通過輸入節區樣式可以選擇要控制的節區。
示例文件中 “(RESET，+First)” 語句的 RESET 就是輸入節區樣式，它選擇了名爲 RESET 的節區，並使用後面介紹的節區特性控制字 “+First” 表示它要存儲到本區域的第一個地址。示例文件中的 “*(InRoot$$Sections)” 是一個鏈接器支持的特殊選擇符號，它可以選擇所有標準庫裏要求存儲到 root 區域的節區，如 __main.o、__scatter.o 等內容。
（3） 輸入符號樣式： 同樣地，使用輸入符號樣式可以選擇要控制的符號，符號樣式需要使用 “:gdef:” 來修飾。例如：可以使用 “*(:gdef:Value_Test)” 來控制選擇符號 “Value_Test”。
（4） 輸入節區屬性： 通過在模塊選擇樣式後面加入輸入節區屬性，可以選擇樣式中不同的內容，每個節區屬性描述符前要寫一個 “+” 號，使用空格或 “，” 號分隔開，可以使用的節區屬性描述符見下表：
| 節區屬性描述符 | 說明 |
|---|---|
| RO-CODE & CODE | 只讀代碼段 |
| RO-DATA & CONST | 只讀數據段 |
| RO & TEXT | 包括 RO-CODE & RO-DATA |
| RW-DATA | 可讀寫數據段 |
| RW-CODE | 可讀寫代碼段 |
| RW & DATA | 包括RW-DATA & RW-CODE |
| ZI & BSS | 初始化爲 0 的可讀寫數據段 |
| XO | 只可執行的區域 |
| ENTRY | 節區入口點 |
eg：
示例文件中使用 “.ANY(+RO)” 選擇剩餘所有節區 RO 屬性的內容都分配到執行域 ER_IROM1 中，使用 “.ANY(+RW +ZI)” 選擇剩餘所有節區 RW 及 ZI 屬性的內容都分配到執行域 RW_IRAM1 中。
（5）節區特性： 節區特性可以使用 “+FIRST” 或 “+LAST” 選項配置它要存儲到的位置，FIRST 存儲到區域的頭部，LAST 存儲到尾部。通常重要的節區會放在頭部，而 CheckSum (校驗和)之類的數據會放在尾部。
示例文件中使用 “(RESET,+First)” 選擇了 RESET 節區，並要求把它放置到本區域第一個位置，而 RESET 是工程啓動代碼中定義的向量表，該向量表中定義的堆棧頂和復位向量指針必須要存儲在內部 FLASH 的前兩個地址，這樣 STM32 才能正常啓動，所以必須使用 FIRST 控制它們存儲到首地址。
; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
AREA RESET, DATA, READONLY
EXPORT __Vectors
EXPORT __Vectors_End
EXPORT __Vectors_Size
__Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack
DCD Reset_Handler ; Reset Handler
DCD NMI_Handler ; NMI Handler
總的來說，我們的 sct 示例文件配置如下：
程序的加載域爲內部 FLASH 的 0x08000000，最大空間爲 0x00100000；程序的執行基地址與加載基地址相同，其中 RESET 節區定義的向量表要存儲在內部 FLASH 的首地址，且所有 .o 文件及 .lib 文件的 RO 屬性內容都存儲在內部 FLASH 中；程序執行時 RW 及 ZI 區域都存儲在以 0x20000000 爲基地址，大小爲 0x00030000 的空間(192KB)，這部分正好是 STM32 內部主 SRAM 的大小。
鏈接器根據 sct 文件鏈接，鏈接後各個節區、符號的具體地址信息可以在 map 文件中查看。
2. 通過MDK配置選項來修改sct文件
瞭解 sct 文件的格式後，可以手動編輯該文件控制整個工程的分散加載配置，但sct 文件格式比較複雜，所以 MDK 提供了相應的配置選項可以方便地修改該文件，這些選項配置能滿足基本的使用需求，以下將對這些選項進行說明。
2.1 選擇sct文件的產生方式
首先需要選擇 sct 文件產生的方式，選擇使用 MDK 生成還是使用用戶自定義的 sct 文件。在 MDK 的 “Options for Target->Linker->Use Memory Layout from Target Dialog” 選項即可配置該選擇，見下圖：
該選項的譯文爲 “是否使用 Target 對話框中的存儲器分佈配置”，勾選後，它會根據 “Options for Target” 對話框中的選項生成 sct 文件，這種情況下，即使我們手動打開它生成的 sct 文件編輯也是無效的，因爲每次構建工程的時候，MDK 都會生成新的 sct 文件覆蓋舊文件。該選項在 MDK 中是默認勾選的，若希望 MDK 使用我們手動編輯的 sct 文件構建工程，需要取消勾選，並通過 Scatter File 框中指定 sct 文件的路徑，見下圖：
2.2 通過Target對話框控制存儲器分配
我們在 Linker 中勾選了 “使用 Target 對話框的存儲器佈局” 選項，那麼 “Options for Target” 對話框中的存儲器配置就生效了。主要配置是在 Device 標籤頁中選擇芯片的類型，設定芯片基本的內部存儲器信息以及在 Target 標籤頁中細化具體的存儲器配置(包括外部存儲器)，見以下圖片：
上圖中 Device 標籤頁中選定了芯片的型號爲 STM32F429IGTx，選中後，在 Target 標籤頁中的存儲器信息會根據芯片更新。
在 Target 標籤頁中存儲器信息分成只讀存儲器 (Read/Only Memory Areas) 和可讀寫存儲器 (Read/Write Memory Areas) 兩類，即 ROM 和 RAM，而且它們又細分成了片外存儲器 (off-chip) 和片內存儲器 (on-chip) 兩類。
例如：
由於我們已經選定了芯片的型號，MDK 會自動根據芯片型號填充片內的 ROM 及 RAM 信息，其中的 IROM1 起始地址爲 0x80000000，大小爲 0x100000，正是該 STM32 型號的內部 FLASH 地址及大小；而 IRAM1 起始地址爲 0x20000000，大小爲 0x30000，正是該 STM32 內部主 SRAM 的地址及大小。圖中的 IROM1 及 IRAM1 前面都打上了勾，表示這個配置信息會被採用，若取消勾選，則該存儲配置信息是不會被使用的。
在標籤頁中的 IRAM2 一欄默認也填寫了配置信息，它的地址爲 0x10000000，大小爲 0x10000，這是 STM32F4 系列特有的內部 64KB 高速 SRAM(被稱爲CCM)。當我們希望使用這部分存儲空間的時候需要勾選該配置，另外要注意這部分高速 SRAM 僅支持 CPU 總線的訪問，不能通過外設訪問。
下面我們嘗試修改 Target 標籤頁中的這些存儲信息，例如：把 IRAM1 的基地址改爲 0x20001000，然後編譯工程，查看到工程的 sct 文件，和同時使用 IRAM1 和 IRAM2，然後編譯工程，做一個比較。
//修改了IRAM1基地址後的sct文件內容
LR_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; load region size_region
ER_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; load address = execution address
*.o (RESET, +First)
*(InRoot$$Sections)
.ANY (+RO)
}
RW_IRAM1 0x20001000 0x00030000 { ; RW data
.ANY (+RW +ZI)
}
}
//使用IRAM2時的sct文件內容
LR_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; load region size_region
ER_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; load address = execution address
*.o (RESET, +First)
*(InRoot$$Sections)
.ANY (+RO)
}
RW_IRAM1 0x20000000 0x00030000 { ; RW data
.ANY (+RW +ZI)
}
RW_IRAM2 0x10000000 0x00010000 {
.ANY (+RW +ZI)
}
}
可以發現，sct 文件都根據 Target 標籤頁做出了相應的改變，除了這種修改外，在 Target 標籤頁上還控制同時使用 IRAM1 和 IRAM2、加入外部 RAM (如外接的 SDRAM)，外部 FLASH 等。
2.3 控制文件分配到指定的存儲空間
設定好存儲器的信息後，可以控制各個源文件定製到哪個部分存儲器，在 MDK 的工程文件欄中，選中要配置的文件，右鍵，並在彈出的菜單中選擇 “Options for File xxxx” 即可彈出一個文件配置對話框，在該對話框中進行存儲器定製，見下圖：
在彈出的對話框中有一個 “Memory Assignment” 區域(存儲器分配)，在該區域中可以針對文件的各種屬性內容進行分配，如 Code/Const 內容 (RO)、Zero Initialized Data 內容 (ZI-data) 以及 Other Data 內容 (RW-data)，點擊下拉菜單可以找到在前面 Target 頁面配置的 IROM1、IRAM1、IRAM2 等存儲器。
例如：圖中我們把這個 bsp_led.c 文件的 Other Data 屬性的內容分配到了 IRAM2 存儲器(在 Target 標籤頁中我們勾選了 IRAM1 及 IRAM2)，當在 bsp_led.c 文件定義了一些 RW-data 內容時(如初值非 0 的全局變量)，該變量將會被分配到 IRAM2 空間，配置完成後點擊 OK，然後編譯工程，查看到的 sct 文件內容如下：
//修改bsp_led.c配置後的sct文件
LR_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; load region size_region
ER_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; load address = execution address
*.o (RESET, +First)
*(InRoot$$Sections)
.ANY (+RO)
}
RW_IRAM1 0x20000000 0x00030000 { ; RW data
.ANY (+RW +ZI)
}
RW_IRAM2 0x10000000 0x00010000 {
bsp_led.o (+RW)
.ANY (+RW +ZI)
}
}
可以看到在 sct 文件中的 RW_IRAM2 執行域中增加了一個選擇 bsp_led.o 中 RW 內容的語句。
類似地，我們還可以設置某些文件的代碼段被存儲到特定的 ROM 中，或者設置某些文件使用的 ZI-data 或 RW-data 存儲到外部 SDRAM 中(控制 ZI-data 到 SDRAM 時注意還需要修改啓動文件設置堆棧對應的地址，原啓動文件中的地址是指向內部 SRAM 的)。
雖然 MDK 的這些存儲器配置選項很方便，但有很多高級的配置還是需要手動編寫 sct 文件實現的，例如：MDK 選項中的內部 ROM 選項最多隻可以填充兩個選項位置，若想把內部 ROM 分成多片地址管理就無法實現了；另外 MDK 配置可控的最小粒度爲文件，若想控制特定的節區也需要直接編輯 sct 文件。