【MDK链接器脚本实战】：定制化链接过程的完整指南（链接优化技术）


# 摘要
本论文全面介绍MDK链接器脚本的基础知识、实践技巧及高级应用。第一章为入门指导，第二章详细阐述链接器脚本的结构、组成部分及其在内存布局配置中的作用。第三章探讨了编写自定义链接脚本的技巧，同时分析了链接过程中常见的问题及其解决方法，并介绍了链接优化技术。第四章深入讨论了链接器脚本在多文件、多库管理中的高级应用，调试信息和符号表的定制化方法，以及与编译器的协同工作。最后，第五章通过具体项目案例分析，展示链接器脚本设计与性能优化的实际应用，并对链接器脚本的未来趋势进行了展望。

# 关键字
MDK链接器脚本；内存布局配置；自定义链接脚本；链接优化；多文件多库管理；性能优化

参考资源链接：[MDK编译过程详解：sct文件与内存定制](https://wenku.csdn.net/doc/6oc833taox?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. MDK链接器脚本入门

在嵌入式开发的世界里，MDK（Microcontroller Development Kit）提供了强大的链接器支持，链接器脚本在其中扮演着至关重要的角色。对于刚接触MDK链接器脚本的开发者来说，理解其基本概念和结构是深入学习的起点。链接器脚本是告诉链接器如何将多个分散的目标文件（.obj或.o文件）合并到一起形成最终的可执行文件（.axf或.bin）的一种控制语言。它通常包含了如何布局内存、哪些段需要被链接以及如何解决符号引用等指令。

在本章，我们将探索链接器脚本的基本组成部分，以及如何通过定义段和符号来控制链接过程。我们还将介绍一些实用的链接器指令和操作符，以便于更好地配置内存布局。通过本章的学习，读者将能够编写简单的链接器脚本，并为之后的深入学习打下坚实的基础。

## 2.1 链接器脚本的组成部分

链接器脚本由多个部分组成，其中最关键的是段定义和符号定义。

### 2.1.1 段定义

段定义是一种描述如何将程序中的代码和数据段组织到最终映像中的指令。例如，将程序代码放置在 FLASH 存储器区域，而将变量数据放在 RAM 区域。常见的代码段有 `.text`，数据段有 `.data` 和 `.bss`。

下面是一个简单的段定义示例：

SECTIONS
{
    .text : { *(.text) } > FLASH
    .data : { *(.data) } > RAM
    .bss  : { *(.bss)  } > RAM
}

在这个例子中，代码段被放置在 FLASH 存储器，而初始化和未初始化的数据段都被放置在 RAM 存储器。

### 2.1.2 符号定义

符号定义用来指定程序中的地址标签和外部引用，比如函数名和全局变量。链接器会解析这些符号，以确保程序中所有引用都是正确的。

ENTRY(_start)

SYMBOLS
{
    _main = .; /* 定义 main 函数的起始地址 */
    _etext = .; /* 程序代码结束地址 */
    _ebss = .;  /* 未初始化数据段结束地址 */
}

以上代码定义了几个符号，链接器可以利用这些符号来定位程序中的各个部分。

## 2.2 链接器指令和操作符

在链接器脚本中，使用特定的指令和操作符来控制链接过程，本节将介绍常用的指令及其解析，以及操作符的使用和作用。

### 2.2.1 常用指令解析

链接器脚本中一些常见的指令包括 `SECTIONS`, `ENTRY`, `INPUT` 和 `GROUP` 等。每条指令都有其特定的用法和含义。

例如，`SECTIONS` 指令是用来描述内存布局的关键部分，告诉链接器如何将不同的段映射到内存中。`ENTRY` 指令用于指定程序入口点。

ENTRY(_main)

上面的 `ENTRY` 指令指定了程序的入口点为符号 `_main`。

### 2.2.2 操作符的使用和作用

链接器脚本中的操作符包括赋值操作符 `=`，符号引用操作符 `*`，以及位置计数器 `.` 等。

- `=` 操作符用于分配内存地址给一个段或者符号。
- `*` 操作符用于引用一个段内所有的成员。
- `.` 代表位置计数器，表示当前的内存位置。

例如，`*(.text)` 表示将所有名为 `.text` 的段放置到当前位置。

在本章的后面部分，我们将详细介绍如何编写一个基本的链接器脚本，并在实践中加深理解。读者将了解链接器脚本如何影响内存布局，以及如何通过链接器脚本来解决常见的链接问题。我们也会讨论链接器脚本在性能优化方面的作用，以及如何编写一个高级的链接器脚本以满足特定的需求。

# 2. 链接器脚本基础与结构

### 2.1 链接器脚本的组成部分

在深入探讨链接器脚本的高级概念之前，有必要先理解它的基本组成部分。链接器脚本通常由几个关键部分构成，如段定义和符号定义，这些元素是链接器操作的基础。

#### 2.1.1 段定义

段定义（Section Definitions）是指明程序中各数据段和代码段的起始和结束位置，以及它们在内存中所对应的具体地址。在链接器脚本中，段定义是通过`.section`指令和`input`、`output`这样的属性来指定的。

例如，在ARM的MDK链接器脚本中，你可以看到类似下面的段定义：

SECTIONS
{
    .text :
    {
        *(.text)
    } > FLASH

    .data :
    {
        *(.data)
    } > RAM
}

上面的代码片段展示了如何定义代码段 `.text` 和数据段 `.data`。`.text` 段包含了程序的可执行代码，而 `.data` 段包含了初始化的全局和静态数据。`>` 符号后面的 `FLASH` 和 `RAM` 指定了这些段应该被放置的内存区域。

#### 2.1.2 符号定义

符号定义（Symbol Definitions）用于在链接器脚本中创建标签（即符号），这些标签可以指向特定的内存地址或文件中的位置。符号是程序中其他部分引用特定地址的一种方式。

符号定义在链接器脚本中通常使用`=`操作符来赋值，并且可以被声明为全局或局部作用域。

SECTIONS
{
    . = 0x08000000; // 将地址计数器设置到0x08000000
    text_section :
    {
        *(.text)
    }

    data_section :
    {
        *(.data)
    }

    _etext = .; // 符号定义，表示代码段结束的位置
    _ebss = .;  // 符号定义，表示未初始化数据段结束的位置
}

在这个例子中，`_etext` 和 `_ebss` 就是两个符号定义，它们在链接器脚本中表示了特定的地址位置。

### 2.2 链接器指令和操作符

链接器脚本使用特定的指令和操作符来控制链接过程，它们是链接器脚本能够实现灵活配置的基础。

#### 2.2.1 常用指令解析

链接器指令是用于告诉链接器如何将输入文件的各个部分组合到最终的输出文件中。常用的指令包括`SECTIONS`、`GROUP`、`INCLUDE`等。

指令`SECTIONS`用于定义程序的内存布局，它告诉链接器如何将各个段分配到内存中：

SECTIONS
{
    /* ... 内存布局的定义 ... */
}

`INCLUDE`指令用于包含其他链接器脚本文