七、 SECTIONS命令
SECTIONS 命令告诉ld如何把输入文件的sections映射到输出文件的各个section: 如何将输入section合为输出section; 如何把输出section放入程序地址空间(VMA)和进程地址空间(LMA).
该命令格式如下:
SECTIONS
{
SECTIONS-COMMAND
SECTIONS-COMMAND
…
}
SECTION-COMMAND有四种:
(1) ENTRY命令
(2) 符号赋值语句
(3) 一个输出section的描述(output section description)
(4) 一个section叠加描述(overlay description)
如果整个连接脚本内没有SECTIONS命令, 那么ld将所有同名输入section合成为一个输出section内, 各输入section的顺序为它们被连接器发现的顺序.如果某输入section没有在SECTIONS命令中提到, 那么该section将被直接拷贝成输出section。
7.1、输出section描述（基本）
输出section描述具有如下格式:
SECTION-NAME [ ADDRESS ] [( TYPE )] : [ AT ( LMA )]
{
OUTPUT-SECTION-COMMAND
OUTPUT-SECTION-COMMAND
…
} [ >REGION ] [AT>LMA_REGION] [:PHDR HDR ...] [= FILLEXP ]
[ ]内的内容为可选选项, 一般不需要.
SECTION-NAME：section名字. SECTION-NAME左右的空白、圆括号、冒号是必须的，换行符和其他空格是可选的。
7.1.1、输出section名字
输出section名字 SECTION-NAME 必须符合输出文件格式要求，比如： a.out格式的文件只允许存在.text、.data和.bss section名。 而有的格式只允许存在 数字名字 ，那么此时应该用引号将所有名字内的数字组合在一起；另外，还有一些格式允许任何序列的字符存在于section名字内，此时如果名字内包含特殊字符(比如空格、逗号等)，那么需要用引号将其组合在一起。
7.1.2、输出section地址
输出section地址 [ ADDRESS ] 是一个表达式，它的值用于设置 VMA 。如果没有该选项且有 REGION 选项，那么连接器将根据 REGION 设置 VMA ；如果也没有 REGION 选项，那么连接器将根据定位符号‘ . ’的值设置该section的 VMA ，将定位符号的值调整到满足输出section对齐要求后的值，这时输出 section的对齐要求为： 该输出section描述内用到的所有输入section的对齐要求中 最严格 的对齐要求 。
例子：
.text . : { *(.text) }和 .text : { *(.text) }
这两个描述是截然不同的，第一个将.text section的VMA设置为定位符号的值，而第二个则是设置成定位符号的修调值，满足对齐要求后的。
ADDRESS 可以是一个任意表达式，比如， ALIGN(0×10) 这将把该section的VMA设置成定位符号的修调值，满足 16 字节对齐后的 。
注意：设置ADDRESS值，将更改定位符号的值。
7.1.3、输出section描述
输出section描述OUTPUT-SECTION-COMMAND为以下四种之一：
(1). 符号赋值语句
(2). 输入section描述
(3). 直接包含的数据值
(4). 一些特殊的输出section关键字
7.1.3.1、符号赋值语
符号赋值语句 已经在《 》前文介绍过，这里就不累述。 7.1.3.2、输入section描述：
最常见的输出section描述命令是 输入section描述 。
输入section描述基本语法：
FILENAME ([ EXCLUDE_FILE ( FILENAME1 FILENAME2 ...) SECTION1 SECTION2 ...)
FILENAME文件名，可以是一个特定的文件的名字，也可以是一个字符串模式。
SECTION名字，可以是一个特定的section名字，也可以是一个字符串模式
例子是最能说明问题的，
* ( .text ) ：表示所有输入文件的.text section
( * ( EXCLUDE_FILE ( *crtend.o *otherfile.o ) .ctors )) ：表示除crtend.o、otherfile.o文件外的所有输入文件的.ctors section。
data.o ( .data ) ：表示data.o文件的.data section
data.o ：表示data.o文件的所有section
* ( .text .data ) ：表示所有文件的.text section和.data section，顺序是： 第一个文件的.text section，第一个文件的.data section，第二个文件的.text section，第二个文件的.data section，...
* ( .text ) * ( .data ) ：表示所有文件的.text section和.data section，顺序是： 第一个文件的.text section，第二个文件的.text section，...，最后一个文件的.text section，第一个文件的.data section，第二个文件的.data section，...，最后一个文件的.data section
下面看连接器是如何找到对应的文件的。
当 FILENAME 是一个特定的文件名时，连接器会查看它是否在连接命令行内出现或在INPUT命令中出现。
当 FILENAME 是一个字符串模式时，连接器仅仅只查看它是否在连接命令行内出现。
注意：如果连接器发现某文件在INPUT命令内出现，那么它会在-L指定的路径内搜寻该文件。
字符串模式内可存在以下通配符：
* ：表示任意多个字符
? ：表示任意一个字符
[CHARS] ：表示任意一个CHARS内的字符，可用-号表示范围，如：a-z
：表示引用下一个紧跟的字符
在文件名内，通配符不匹配文件夹分隔符/，但当字符串模式仅包含通配符*时除外。
任何一个文件的任意section只能在SECTIONS命令内出现一次。
看如下 例子
SECTIONS {
.data : { *(.data) }
.data1 : { data.o(.data) }
}
data.o 文件的.data section在第一个OUTPUT-SECTION-COMMAND命令内被使用了，那么在第二个OUTPUT-SECTION-COMMAND命令内将不会再被使用，也就是说即使连接器不报错，输出文件的.data1 section的内容也是空的。
再次强调： 连接器依次扫描每个OUTPUT-SECTION-COMMAND命令内的文件名，任何一个文件的任何一个section都只能使用一次。
读者可以用-M连接命令选项来产生一个map文件，它包含了所有输入section到输出section的组合信息。
再看个 例子，
SECTIONS {
.text : { *(.text) }
.DATA : { [A-Z]*(.data) }
.data : { *(.data) }
.bss : { *(.bss) }
}
这个例子中说明，所有文件的输入.text section组成输出.text section；所有以大写字母开头的文件的.data section组成输出.DATA section，其他文件的.data section组成输出.data section；所有文件的输入.bss section组成输出.bss section。
可以用SORT()关键字对满足字符串模式的所有名字进行递增排序，如 SORT(.text*)。
通用符号(common symbol)的输入section
在许多目标文件格式中，通用符号并没有占用一个section。连接器认为：输入文件的所有通用符号在名为COMMON的section内。
例子，
.bss { *(.bss) *(COMMON) }
这个例子中将所有输入文件的所有通用符号放入输出.bss section内。可以看到 COMMOM section的使用方法跟其他section的使用方法是一样的。
有些目标文件格式把通用符号分成几类。例如，在MIPS elf目标文件格式中，把通用符号分成standard common symbols(标准通用符号)和small common symbols(微通用符号，不知道这么译对不对？)， 此时连接器认为所有standard common symbols在COMMON section内，而small common symbols在.scommon section内。
在一些以前的连接脚本内可以看见[COMMON]，相当于*(COMMON)，不建议继续使用这种陈旧的方式。
输入section和垃圾回收
在连接命令行内使用了选项–gc-sections后，连接器可能将某些它认为没用的section过滤掉，此时就有必要强制连接器保留一些特定的 section，可用 KEEP() 关键字达此目的。如 KEEP (*(.text))或KEEP(SORT(*)(.text))
最后我们看个简单的输入section相关例子：
SECTIONS {
outputa 0×10000 :
{
all.o
foo.o ( .input1 )
}
outputb :
{
foo.o ( .input2 )
foo1.o ( .input1 )
}
outputc :
{
* ( .input1 )
* ( .input2 )
}
}
本例中，将 all.o文件的所有section和 foo.o文件的所有(一个文件内可以有多个同名section) .input1 section依次放入输出 outputa section内，该section的VMA是 0×10000；将 foo.o文件的所有 .input2 section和 foo1.o文件的所有 .input1 section依次放入输出 outputb section内，该section的VMA是当前定位器符号的修调值(对齐后)；将其他文件(非 all.o、 foo.o、 foo1.o)文件的 . input1 section和 .input2 section放入输出 outputc section内。
7.1.3.3、直接包含数据值
可以显示地在输出section内填入你想要填入的信息(这样是不是可以自己通过连接脚本写程序？当然是简单的程序)。
BYTE(EXPRESSION) 1 字节
SHORT(EXPRESSION) 2 字节
LOGN(EXPRESSION) 4 字节
QUAD(EXPRESSION) 8 字节
SQUAD(EXPRESSION) 64位处理器的代码时，8 字节
输出文件的字节顺序big endianness 或little endianness，可以由输出目标文件的格式决定；如果输出目标文件的格式不能决定字节顺序，那么字节顺序与第一个输入文件的字节顺序相同。
如： BYTE(1)、 LANG(addr)。
注意，这些命令只能放在输出section描述内，其他地方不行。
错误： SECTIONS { .text : { *(.text) } LONG(1) .data : { *(.data) } }
正确： SECTIONS { .text : { *(.text) LONG(1) } .data : { *(.data) } }
在当前输出section内可能存在未描述的存储区域(比如由于对齐造成的空隙)，可以用 FILL ( EXPRESSION )命令决定这些存储区域的内容， EXPRESSION的前两字节有效，这两字节在必要时可以重复被使用以填充这类存储区域。如FILE(0×9090)。在输出section描述中可以有 =FILEEXP 属性，它的作用如同FILE()命令，但是FILE命令只作用于该FILE指令之后的section区域，而 =FILEEXP 属性作用于整个输出section区域，且FILE命令的优先级更高！！！
7.1.3.4、特殊的输出section关键字
在输出section描述OUTPUT-SECTION-COMMAND中还可以使用一些特殊的输出section关键字。
CREATE_OBJECT_SYMBOLS ：为每个输入文件建立一个符号，符号名为输入文件的名字。每个符号所在的section是出现该关键字的section。
CONSTRUCTORS ：与c++内的(全局对象的)构造函数和(全局对像的)析构函数相关，下面将它们简称为 全局构造和 全局析构。
对于a.out目标文件格式，连接器用一些不寻常的方法实现c++的全局构造和全局析构。
当连接器生成的目标文件格式 不支持任意section名字时 ，比如说 ECOFF 、 XCOFF 格式，连接器将通过名字来识别全局构造和全局析构，对于这些文件格式， 连接器把与全局构造和全局析构的相关信息放入出现 CONSTRUCTORS关键字的输出section内 。
符号 __CTORS_LIST__ 表示全局构造信息的的开始处， __CTORS_END__ 表示全局构造信息的结束处。
符号 __DTORS_LIST__ 表示全局构造信息的的开始处， __DTORS_END__ 表示全局构造信息的结束处。
这两块信息的开始处是一字长的信息，表示该块信息有多少项数据，然后以值为零的一字长数据结束。
一般来说，GNU C++在函数__main内安排全局构造代码的运行，而__main函数被初始化代码(在main函数调用之前执行)调用。是不是对于某些目标文件格式才这样？？？
对于支 持任意section名的目标文件格式，比如COFF、ELF格式，GNU C++将全局构造和全局析构信息分别放入 .ctors section和 .dtors section内，然后在连接脚本内加入如下，
__CTOR_LIST__ = .;
LONG ( (__CTOR_END__ – __CTOR_LIST__) / 4 – 2 )
*(.ctors)
LONG (0)
__CTOR_END__ = .;
__DTOR_LIST__ = .;
LONG ( (__DTOR_END__ – __DTOR_LIST__) / 4 – 2 )
*(.dtors)
LONG (0)
__DTOR_END__ = .;
如果使用GNU C++提供的初始化优先级支持(它能控制每个全局构造函数调用的先后顺序)，那么 请在连接脚本内把CONSTRUCTORS替换成SORT (CONSTRUCTS)，把*(.ctors)换成*(SORT(.ctors))，把*(.dtors)换成*(SORT(.dtors))。一般来说，默认的连接脚本已作好的这些工作。
修改定位器
我们可以对定位器符合。进行赋值来修改定位器的值。
示例
SECTIONS
{
. = SIZEOF_HEADERS;
.text : { *(.text) }
. = 0×10000;
.data : { *(.data) }
. = 0×8000000;
.bss : { *(.bss) }
}
输出section的丢弃
对于 .foo： { *(.foo) }，如果没有任何一个输入文件包含.foo section，那么连接器将不会创建.foo输出section。但是如果在这些输出section描述内包含了非输入section描述命令(如符号赋值语句)，那么连接器将总是创建该输出section。
另外，有一个特殊的输出section，名为 /DISCARD/ ， 被该section引用的任何输入section将不会出现在输出文件内 ，这就是DISCARD的意思吧。如果/DISCARD/ section被它自己引用呢？想想看。
7.2、输出section描述（进阶）
我们再回顾以下输出section描述的文法：
SECTION-NAME [ ADDRESS ] [( TYPE )] : [ AT ( LMA )]
{
OUTPUT-SECTION-COMMAND
OUTPUT-SECTION-COMMAND
…
} [>REGION] [AT>LMA_REGION] [ : PHDR HDR ... ] [= FILLEXP ]
前面我们介绍了 SECTION、 ADDRESS、 OUTPUT-SECTION-COMMAND相关信息，下面我们将介绍其他属性。
7.2.1、输出section的类型
可以通过 [( TYPE )] 设置输出section的类型。 如果没有指定TYPE类型，那么连接器根据输出section引用的输入section的类型设置该输出section的类型。它可以为以下五种值，
NOLOAD ：该section在程序运行时，不被载入内存。
DSECT,COPY,INFO,OVERLAY ：这些类型很少被使用，为了向后兼容才被保留下来。这种类型的section必须被标记为“ 不可加载的”，以便在程序运行不为它们分配内存。
默认值是多少呢？Puzzle!
7.2.2、输出section的LMA
默认情况下，LMA等于VMA，但可以通过 [ AT ( LMA )] 项，即关键字 AT() 指定LMA。
用关键字AT()指定，括号内包含表达式，表达式的值用于设置LMA。如果不用AT()关键字，那么可用 AT> LMA_REGION表 达式设置指定该section加载地址的范围。这个属性主要用于构件ROM境象。
例子，
SECTIONS
{
.text 0×1000 : { _etext = . ; *(.text) ; }
.mdata 0×2000 :
AT ( ADDR (.text) + SIZEOF (.text) )
{ _data = . ; *(.data) ; _edata = . ; }
.bss 0×3000 :
{ _bstart = . ; *(.bss) *(COMMON) ; _bend = . ;}
}
程序如下，
extern char _etext , _data , _edata , _bstart , _bend ;
char *src = &_etext;
char *dst = &_data;
/* ROM has data at end of text; copy it. */
while (dst rom }
7.2.3、设置输出section所在的程序段
可以通过 [ : PHDR HDR ... ] 项将输出section放入预先定义的程序段(program segment)内。如果某个输出section设置了它所在的一个或多个程序段，那么接下来定义的输出section的默认程序段与该输出 section的相同。除非再次显示地指定。例子，
PHDRS { text PT_LOAD ; }
SECTIONS { .text : { *(.text) } : text }
可以通过 :NONE指定连接器不把该section放入任何程序段内。详情请查看PHDRS命令
7.2.4、设置输出section的填充模版
这个在前面提到过，任何输出section描述内的未指定的内存区域，连接器用该模版填充该区域。我们可以通过 [= FILLEXP ] 项设置填充值。用法： =FILEEXP ，前两字节有效，当区域大于两字节时，重复使用这两字节以将其填满。例子，
SECTIONS { .text : { *(.text) } = 0×9090 }
7.3、覆盖图(overlay)描述
覆盖图 描述使两个或多个不同的section占用同一块程序地址空间。覆盖图管理代码负责将section的拷入和拷出。考虑这种情况， 当某存储块的访问速度比其他存储块要快时，那么如果将section拷到该存储块来执行或访问，那么速度将会有所提高，覆盖图描述就很适合这种情形 。文法如下，
SECTIONS {
…
OVERLAY [ START ] : [ NOCROSSREFS ] [ AT ( LDADDR )]
{
SECNAME1
{
OUTPUT-SECTION-COMMAND
OUTPUT-SECTION-COMMAND
…
} [:PHDR...] [=FILL]
SECNAME2
{
OUTPUT-SECTION-COMMAND
OUTPUT-SECTION-COMMAND
…
} [:PHDR...] [=FILL]
…
} [ >REGION ] [:PHDR... ] [=FILL ]
…
}
由以上文法可以看出， 同一覆盖图内的section具有相同的VMA。这里VMA由 [ START ] 决定。SECNAME2的LMA为SECTNAME1的LMA加上SECNAME1的大小，同理计算SECNAME2,3,4…的LMA。SECNAME1的 LMA由 LDADDR决定，如果它没有被指定，那么由 START决定，如果它也没有被指定，那么由当前定位符号的值决定。
NOCROSSREFS关键字说明各section之间不能交叉引用，否则报错。
对于 OVERLAY描述 的每个section，连接器将定义两个符号 __load_start_SECNAME 和 __load_stop_SECNAME ，这两个符号的值分别代表SECNAME section的LMA地址的 开始 和 结束 。
连接器处理完 OVERLAY描述语句后，将定位符号的值加上所有覆盖图内section大小的最大值。
示例：
SECTIONS{
…
OVERLAY 0×1000 : AT ( 0×4000)
{
.text0 { o1/*.o(. text) }
.text1 { o2/*.o( .text) }
}
…
}
.text0 section和.text1 section的VMA地址是 0×1000， .text0 section加载于地址 0×4000， .text1 section紧跟在其后。
程序代码，拷贝 .text1 section代码，
extern char __load_start_text1 , __load_stop_text1 ;
memcpy ((char *) 0×1000 , & __load_start_text1 , &__load_stop_text1 – &__load_start_text1) ;