2）不同类型的内存：许多系统包含各种物理存储设备，如FLASH、ROM、SDRAM和快速SRAM。分散加载描述可以将代码和数据与最合适的内存类型相匹配。例如，中断代码可以放在快速的SRAM中以改善中断响应时间，但不常用的配置信息可以放在较慢的闪存中。
2）对于具有复杂内存映射（具有DRAM、SRAM、ROM2、ROM1等）的image文件，不能仅使用链接器命令行选项指定内存映射，需要使用scatter文件。下图显示了一个复杂的内存映射：
3. 分散加载文件说明
分散加载文件（scatter file）是一个文本文件，它的作用是可以用于描述 ARM 链接器生成映像文件所需要的信息。如果不使用分散加载文件来指定，那么 ARM 链接器会按照默认的方式来生成映像文件。Keil的分散加载主要是通过 .sct 文件实现的，链接器根据 .sct 文件的配置分配各个段区地址，生成分散加载代码。
编写分散加载文件中可以指定下列信息：
1）各个加载域的加载起始地址、最大尺寸和属性。
2）各个加载域中包含的输出段。
3）各个运行域的运行起始地址、最大尺寸、存储访问特性和属性。
4）各个运行域中包含的输入段。
一个Scatter文件包含若干个加载域，一个加载域包含若干个输出段，一个输出段由若干个具有相同属性的输入段组成。
4. 分散加载文件语法
Scatter文件是一个文本文件，使用BNF语法来描述ARM链接器生成映像文件时所需要的信息。
BNF符号与语法：
" ：由双引号标识的符号保持其字面原意，如A”+”B表示A+B。
A ::= B ：定义A为B。
[A] ：用来表示可选部分，如A[B]C表示ABC或AC。
A+ ：用来表示A可以重复任意次，如A+表示A，AA，AAA，......
A* ：同A+。
A | B ：用来表示选择其一，不能全选。如A|B表示A或者B。
(AB) ：表示一个整体，通常其他符号一起使用，如(AB)+(C|D)表示ABC，ABD，ABABC，ABABD，......
一个Scatter文件包含一个或多个加载区域，每个加载区域可以包含一个或多个执行区域。下图显示了典型的Scatter文件的组成结构：
4.1 加载域描述
加载域可以包含一个或多个执行域。
加载域描述的语法如下:
load_region_description ::=
load_region_name (base_address | ("+" offset)) [attribute_list] [max_size]
"{"
execution_region_description+
"}"
1）load_region_name：命名加载区域。你可以使用带引号的名字。只有在使用任何与区域相关的链接器定义的符号时，该名称才区分大小写。
2）base_address：指定区域内对象的链接地址。base_address必须满足加载区域的对齐约束。
3）+offset： 描述基址，该基址在前面的加载区域的末尾以外偏移字段。偏移量的值必须是0取4的模。如果这是第一个加载区域，那么+offset表示基址从零开始偏移字段。如果使用+offset，则加载区域可能会从前一个加载区域继承某些属性。
4）attribute_list：指定加载区域内容的属性。
5）max_size：指定加载区域的最大大小。这是在进行任何解压缩或零初始化之前加载区域的大小。如果指定了可选的max_size值，那么如果分配给该区域的字段超过max_size, armlink将生成一个错误。
6）execution_region_description：指定执行区域的名称、地址和内容。
4.2 执行域描述
执行域指定在运行时将输入段放置在目标内存中的位置。
执行域描述的语法如下:
execution_region_description ::=
exec_region_name (base_address | "+" offset) [attribute_list] [max_size | length]
"{"
input_section_description*
"}"
1）exec_region_name：命名执行区域。你可以使用带引号的名字。只有在使用任何与区域相关的链接器定义的符号时，该名称才区分大小写。
2）base_address：指定区域内对象的链接地址。Base_address必须与字对齐。
注意：在执行区域上使用ALIGN会导致加载地址和执行地址对齐。
3）+offset：描述一个基址，该基址在前面执行区域的末尾以外偏移字段。偏移量的值必须是0取4的模。如果这是加载区的第一个执行区，则+offset表示基址在包含加载区的基址之后开始偏移字段。如果使用+offset，则执行区域可能会从父加载区域继承某些属性，或者从同一加载区域内的前一个执行区域继承某些属性。
4）attribute_list：指定执行区域内容的属性。
5）max_size：对于标记为EMPTY或FILL的执行区域，max_size值被解释为该区域的长度。否则，max_size值将被解释为执行区域的最大大小。
6）-length：只能与EMPTY一起使用，表示在内存中增长的堆栈。如果长度为负值，则base_address被视为该区域的结束地址。
7）input_section_description：指定输入段的内容。
4.3 输入段描述
输入段描述指定将哪些输入段加载到执行区域。
输入段描述的语法是:
input_section_description ::=
module_select_pattern [ "(" input_section_selector ( "," input_section_selector )* ")" ]
input_section_selector ::= "+" input_section_attr
| input_section_pattern
| input_section_type
| input_symbol_pattern
| section_properties
1) module_select_pattern：一种由文本构成的模式。当module_select_pattern匹配以下选项之一时，输入段匹配模块选择器模式:
- 包含该段的目标文件的名称。
- 库成员的名称(不带前导路径名)。
- 提取部分的库的全名(包括路径名)。如果名称包含空格，请使用通配符以简化搜索。例如，使用*libname来匹配C:\lib dir\libname.lib。
通配符 * 匹配零个或多个字符，? 匹配任意单个字符。匹配不区分大小写，即使在文件命名区分大小写的主机上也是如此。使用 *.o 匹配所有对象，使用 * 来匹配所有的目标文件和库。可以使用带引号的文件名，例如”file one.o”。
在一个Scatter文件中不能有两个 * 选择器。但是可以使用两个修改过的选择器，例如*A和*B，并且可以将. any选择器与*模块选择器一起使用。*模块选择器的优先级高于.any。如果文件中包含*选择器的部分被删除，则. any选择器将变为活动的。
2) input_section_attr：与输入部分属性匹配的属性选择器。每个input_section_attr后面跟着一个+。选择器不区分大小写，可以识别以下选择器：
- RO-CODE
- RO-DATA
- RO，同时选择RO-CODE和RO-DATA
- RW-DATA
- RW-CODE
- RW，同时选择RW-CODE和RW-DATA
- XO
- ZI
- ENTRY，包含入口点的部分。
可以识别以下同义词:
- CODE代表RO-CODE
- CONST代表RO-DATA
- EXT代表RO
- DATA代表RW
- BSS代表ZI
可以识别以下伪属性:
如果放置顺序很重要，则使用FIRST和LAST标记执行区域中的第一部分和最后一部分。例如，如果特定的输入部分必须在区域中位于第一个，并且包含校验和的输入部分必须位于最后。
FIRST和LAST必须不违反基本属性排序顺序。例如，FIRST RW放在任何只读代码或只读数据之后。
一个执行区域只能有一个FIRST或一个LAST属性，并且它必须遵循一个input_section_selector。例如:
*(section, +FIRST) 这种模式是正确的。
*(+FIRST, section) 此模式不正确，并产生错误消息。
3) input_section_pattern：一种模式，不区分大小写，与输入段名匹配。它是由文字构成的。通配符 * 匹配0个或多个字符，而 ? 匹配任何单个字符。可以使用带引号的输入段名。
如果使用多个input_section_pattern，请确保在不同的执行区域中没有重复的模式，以避免歧义错误。
4) input_section_type：与输入段类型进行比较的数字。支持十进制或十六进制。
5) input_symbol_pattern：可以通过该段定义的全局符号名选择输入段。全局名称能够使你从部分链接的对象中选择具有相同名称的单个段。
6) section_properties：section属性可以是+FIRST、+LAST和OVERALIGN值。OVERALIGN的值必须是2的正幂，且必须大于或等于4。
5. 如何打开.sct文件
在Options for Targets->Linker界面，Keil默认选择了“Use Memory Layout from Target Dialog”，勾掉复选框里面的对号，就可以使用自己定义的分散加载文件。
6. 练习
根据前面介绍的语法编辑 .sct文件，将函数和数据放到指定地址：
1） 在LR_ROM加载域中定义2个执行域RW_RAM1、RW_RAM2：
- RW_RAM1基地址为0x20001000，域大小为0x400，将TEST_FUNCTION_ADDR段最先加载到本域的起始地址。
- RW_RAM2基地址为0x20001400，域大小为0x400，将TEST_DATA_ADDR段最先加载到本域的起始地址。
LR_ROM __RO_BASE __RO_SIZE { ; load region size_region
ER_ROM __RO_BASE __RO_SIZE { ; load address = execution address
*.o (RESET, +First)
*(InRoot$Sections)
; *(Veneer$CMSE) ; uncomment for secure applications
.ANY (+RO)
.ANY (+XO)
}
RW_RAM __RW_BASE __RW_SIZE { ; RW data
.ANY (+RW +ZI)
}
RW_RAM1 0x20001000 0x400 { ; RW data
*.o (TEST_FUNCTION_ADDR, +First)
}
RW_RAM2 0x20001400 0x400 { ; RW data
*.o (TEST_DATA_ADDR, +First)
}
#if __HEAP_SIZE > 0
ARM_LIB_HEAP __HEAP_BASE EMPTY __HEAP_SIZE { ; Reserve empty region for heap
}
#endif
ARM_LIB_STACK __STACK_TOP EMPTY -__STACK_SIZE { ; Reserve empty region for stack
}
}
2）使用__attribute__((section("section_name"))) 定义函数和数据如下：
（表示将函数或数据放入指定名为"section_name"的段）
uint32_t test_data __attribute__((section("TEST_DATA_ADDR")));
void test_function(void) __attribute__((section("TEST_FUNCTION_ADDR")));
3）调用上述函数和数据：
int main(void)
{
test_function();
while (1)
{
test_data ++;
if(test_data >= 1000)
{
test_data = 0;
}
}
}
编译后查看map文件中内存映射部分：
TEST_FUNCTION_ADDR段对应的执行域基地址为0x20001000，TEST_DATA_ADDR段对应的执行域基地址为0x20001400，和在Scatter文件定义一致，即将函数和数据放到了指定地址。
7. 小结
分散加载文件（scatter file）是一个文本文件，用于描述 ARM 链接器生成映像文件所需要的信息，在一些应用场景中嵌入式系统可能会使用分散加载。本章节简要介绍了分散加载文件的基本概念和语法，旨在对分散加载文件有初步认识，具体内容可以参考官方文档或查阅资料进行详细了解。
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