在嵌入式系统设计中，通常使用不同的存储器，如 Flash、SRAM、SDRAM，并位于不同的物理地址空间，怎样更好地利用这些不同的存储器并让系统高效地运行呢？通常这需要复杂的 link script 来管理实现，而 Andes 提供了分散聚合 (SAG, Scattering-And-Gathering）机制，SAG 机制能够将加载和运行时存储器中的代码和数据描述在一个 SAG 格式的文本描述文件中，并通过 link generator tool 将SAG 文件转化为标准GNU 的link script 文件，以供链接时使用。采用Andes的分散聚合机制，不仅可以帮助工程师清晰的描述存储器的使用情况，更可以避免使用复杂的标准 linker 脚本语言 。本文详细介绍了 SAG 语法格式，并以实际工程为例，阐述 SAG 的使用方法和益处。
1. Andes ELF 的目标文件的构成
Andes 使用标准的 GNU link script 格式，Andes 的目标文件也遵行标准的
ELF(Executable and Linking Format)格式。
ELF 目标文件主要由 .text 段 .data 段 .bss 段，还有一些其它的段如：.debug .comment 段。
下面以一个简单的 link script 的例子作为说明：
SECTIONS 是 link script 语法中的关键 command，它用来描述输出文件的内存布局。例如上例中就含.text, .data, .bss 三个部分。
.=0x10000; 其中的.是 location counter（LC）。表示.text 段虚拟地址从
0x10000 开始的。
AT 用来说明加载地址，AT(0)表示.text 段的加载地址是 0。{ *(.text) }，这个表示输出文件的.text 段内容由所有输入文件()的.text 段组成。后面的一个. = 0x40000。如果没有这个赋值，那么 LC 应该等于 0x10000+sizeof(text 段)，这里强制指定 LC=0x40000.表明后面的.data 段的虚拟地址从 0x40000 开始。
LOADADDR 用来得到加载地址，此处.data 段的加载地址是 AT(LOADADDR (.text) + SIZEOF (.text))，它紧接着.text 段，.data 为所有输入目标文件的.data段构成。同理，.bss 段的虚拟地址是紧接着.data 段虚拟地址之后，而加载地址是紧接着.data 段加载地址之后的。.bss 段由所有输入目标文件的.bss 段组成。通常在实际使用中的link script 会更加的复杂，SAG 机制能够很好的简化link
script 的设计，那接下来将对 SAG 机制作介绍。
2. Andes SAG 语法
SAG 使用巴科斯范式(BNF notation)中的以下几种符号表示：
SAG 格式总览
SAG 语法格式由：load regions，execution regions，input sections 等几部分组成，如下图所示：
2.1 关于 LMA 和 VMA
一般在嵌入式系统中，程序存储和运行在不同的地址空间，LMA 表示的是程序装载地址，VMA 表示的是程序运行地址，LMA 不等于 VMA 时程序在加载后不可直接运行，程序运行前，要把程序的内容，拷贝到对应的内存地址处，才能正确地运行。
2.2 header 格式
当要使用用户自定义的 section 时，须要使用 USER_SECTIONS 这个关键字。
2.3 Load Region（加载区）
Load Region 格式为：
load_region_name 用来表示某个程序加载区的名称。
address 表示的是 LMA。
offset 表示的是偏移量，当此时是第一个 load region 时表示的是与 0 地址的偏移量，当表示的不是第一个 load region 时，表示的是与前一个 load region结尾处的偏移量。
load_attr 表示属性，现在可以设置为 ALIGN alignment， 如 ALIGN 0x4 max_size 表示该加载区域的最大值。
例子：
LOAD_ROM_1 0x0000 ALIGN 0x4 0x10000
在这个例子中 load_region_name 是：LOAD_ROM_1，LMA 是 0x0000，以 4-byte 对齐，
max_size 是 64k
2.4 Execution Region（执行区）
Execution Region 格式为：
exe_region_name 用于表示某个程序执行区的名称
address 表示的是 VMA。
offset 当表示的是第一个 execution region，表示的是与该加载区的偏移量，当表示的不是第一 execution region 时，offset 表示的是前一个 execution region结尾处的偏移量。
exe_attr 表示属性，如可以设置为 ALIGN alignment，如 ALIGN 0x4 max_size 表示该 execution region 的最大值。
例子：
EXEC_ROM_1 0x0000 ALIGN 0x4 0x8000
在这个例子中exe_region_name 是 EXEC_ROM_1，它的 VMA 是 0x0000， 以
4-byte 对齐，max_size 是 32k
2.5 Input Section（输入段）
Input Section 的描述格式为：
此处：
module_select_pattern 可以是目标文件名
input_attr 可以是KEEP，该属性可以保证该 section 在链接时不会被remove
掉，或者是 SORT，用于排序。例子如：
program1.o KEEP(+RO)
此时该 input section 将包含目标文件 program1.o 中所有的 read-only section，由于加了 KEEP，所以所添加的 section 在链接的时候不会被 gc-section删除掉。
input_section_selector 中最常用的是 input section_attr。 input section_attr 有以下几种：
input_section_selector 中另外一种用的是 input_section_pattern，它的表示方法是 input_section_pattern ::= (.text | .data|…)。
ADDR variable 用于得到该处的 VMA 赋给 variable。 LOADADDR variable 用于得到该处的 LMA 赋给 variable。 STACK “=” num 为 sp 准备一个初始值 num。
VAR 用于设定并初始化一个变量。如 VAR _ILM_BASE = 0x00600000。
2.6 Execution Overlay Region（overlay 的执行区）
当使用 overlay 功能时，需要设定 Execution Overlay Region，设定格式为：
它在后面加了个：OVERLAY 的关键字。
pagesize 后面表示 Overlay 的大小，当是 0 时，表示 software Overlay，其它的设置和前面的 execution region 相同。
2.7 Overlay Input Section（overlay 的输入段）
当使用 overlay 功能时，要设置 Overlay Input Section，它和前面的 Input Section 类似。
3. 例子
如下例子所示的效果是：
在一个系统中，从 0x0000 开始，大小为 0x2000 的是 ROM1， 从 0x4000
开始，大小为 0x8000 的是 ROM2，此时我们需要将目标文件 program1.o 的 RO和 RW，ZI data。 存放在 ROM1 中，将其它目标文件的 .text，RO，RW, ZI 存放在 ROM2 中。此时的 LMA 效果对应于下图的左侧。
同时需要将目标文件program1.o 中的RW, ZI 的运行地址设置在从0x10000开始的大小为 0x8000 的 DRAM 上，将其它目标文件的 RW，ZI 的运行地址设置在从 0x18000 开始，大小为 0x8000 的SRAM 上。此时的 VMA 效果对应于下图的右侧。
该例子中 program1.o 中的 RO 和其它目标文件中的.text， RO 的 LMA 和 VMA 是相等的，此时所有的 RW，ZI 的加载区域是分别在 ROM1 和 ROM2 上，但是运行地址是分别在 DRAM 和 SRAM 上，所以 RW，ZI 的 LMA 不等于 VMA，所以在程序使用到 RW, ZI 所代表的.data，.bss 段之前需要将它们从加载区复制到运行区，以达到所图中右侧所示的效果。
对应的 SAG 可以这样设计：
利用 SAG 机制，除了快速设计上列所示的系统中存储的分配机制，还可以快速的进行 overlay 程序的设计，overlay 程序主要是用于分时重复利用快速但存储空间有限的存储器。
4.将 SAG 文件转化成 linker script
在 AndeSight 或者 BSP package 中提供了叫做 nds_ldsag 的工具，该工具可以将 SAG 文件转化成标准的 GUN link script 文件。在 cygwin 下，执行方法如下，filename.ld 就是我们希望获得的link script 文件。
./nds_ldsag.exe filename.sag -o filename.ld
5.结语
Andes 提供的通俗、易用的 SAG 描述语言，可以帮助工程师根据系统中的存储设备的特点，对程序的加载与运行区域进行很方便的设计和描述，甚至可以快速的进行更为复杂的 overlay 程序的设计，然后通过自动化工具 nds_ldsag 将 SAG 描述文件转成标准 link 脚本供连接器使用，从而大大提高在 Andes core 平台上的软件开发效率。
参考文档：
1: BSP321 programming guide link generator
2: The GNU Linker Manual