# Линкер-скрипты: архитектурные детали

## Назначение

Линкер-скрипты управляют расположением секций ELF-образа ядра.
Для каждой архитектуры — свой скрипт, но все они следуют одной схеме.

## Общая структура

```
OUTPUT_FORMAT(...)          ← формат ELF (зависит от архитектуры)
ENTRY(kmain)                ← точка входа

PHDRS                       ← сегменты (program headers)
{
    text    PT_LOAD;
    rodata  PT_LOAD;
    data    PT_LOAD;
}

SECTIONS                    ← расположение секций
{
    . = 0xffffffff80000000; ← база higher half

    .text : { *(.text .text.*) } :text

    . = ALIGN(MAXPAGESIZE);
    .rodata : { *(.rodata .rodata.*) } :rodata

    . = ALIGN(MAXPAGESIZE);
    .data : {
        *(.data .data.*)
        KEEP(*(.requests_start_marker))
        KEEP(*(.requests))
        KEEP(*(.requests_end_marker))
    } :data

    .bss : { *(.bss .bss.*) *(COMMON) } :data

    /DISCARD/ : { *(.eh_frame*) *(.note .note.*) }
}
```

## Детали

### OUTPUT_FORMAT

| Архитектура | Формат |
|-------------|--------|
| x86_64 | `elf64-x86-64` |
| aarch64 | `elf64-littleaarch64` |
| riscv64 | `elf64-littleriscv` |
| loongarch64 | `elf64-loongarch` |

### Базовый адрес: 0xFFFFFFFF80000000

Ядро размещается в **higher half** — верхней 2 GiB виртуального
адресного пространства. Это стандартная практика для x86-64:

```
0x0000_0000_0000_00000 ─── user space (не используется ядром)
0xFFFF_8000_0000_00000 ─── kernel space (higher half)
0xFFFF_FFFF_FFFF_FFFF ─── конец
```

Любой адрес в области 0xFFFF800000000000 — 0xFFFFFFFFFFFFFFFF корректен;
0xFFFFFFFF80000000 выбран как начало typical higher half региона.

### PHDRS: PT_LOAD сегменты

Bootloader загружает только PT_LOAD сегменты. Их три:

1. **text**: код + inline-константы.
2. **rodata**: неизменяемые данные (строки, таблицы).
3. **data**: изменяемые данные + BSS.

### Section alignment

```ld
. = ALIGN(CONSTANT(MAXPAGESIZE));
```

MAXPAGESIZE = 0x1000 (4 KiB). Каждая секция начинается с новой страницы,
что даёт bootloader'у правильные MMU permissionы:
- text = read + execute (no write)
- rodata = read (no write, no execute)
- data = read + write (no execute)

### Limine Requests в .data

```ld
KEEP(*(.requests_start_marker))
KEEP(*(.requests))
KEEP(*(.requests_end_marker))
```

- `KEEP` — запрещает линкеру выбрасывать эти секции (dead code elimination).
- `.requests_start_marker` и `.requests_end_marker` — маркеры границ.
- Bootloader сканирует память между ними, чтобы найти requests.

### BSS

```ld
.bss : {
    *(.bss .bss.*)
    *(COMMON)
} :data
```

- BSS — неинициализированные глобальные переменные.
- Занимает место в виртуальной памяти, но не в ELF-файле.
- Bootloader обнуляет BSS перед передачей управления.

### DISCARD

```ld
/DISCARD/ : {
    *(.eh_frame*)
    *(.note .note.*)
}
```

- `.eh_frame*` — исключительные фреймы C++/Rust unwinding.
- `.note.*` — ELF notes.
- Не нужны bare-metal ядру, могут вызвать проблемы.

## Архитектурные различия

### RISC-V

```ld
.data : {
    *(.data .data.*)
    KEEP(*(.requests_start_marker))
    KEEP(*(.requests))
    KEEP(*(.requests_end_marker))
    *(.sdata .sdata.*)       ← RISC-V: small data
} :data

.bss : {
    *(.sbss .sbss.*)         ← RISC-V: small BSS
    *(.bss .bss.*)
    *(COMMON)
} :data
```

RISC-V имеет `.sdata`/`.sbss` секции для small data (GP-relative addressing).

### AArch64 и LoongArch64

Идентичны x86_64, за исключением OUTPUT_FORMAT.