链接脚本深入：.ld 文件如何掌控你的内存布局

说实话，很多做嵌入式的新手，第一次看到链接脚本（.ld 文件）时，都会觉得它像天书。一堆花括号、点号、大于号，看着就头疼。我当年也一样，第一次接触 STM32 的链接脚本，直接复制粘贴就用了，结果程序跑飞了都不知道为什么。

后来我才明白，链接脚本其实就是告诉链接器：你的芯片内存长什么样，代码该放哪，数据该放哪。说白了，它就是一张内存地图。今天我们就把它彻底讲透。

链接脚本到底在干什么？

你写好的 C 代码，经过编译，变成了一个个目标文件（.o 文件）。这些目标文件里，有代码段（.text）、已初始化数据段（.data）、未初始化数据段（.bss）等等。链接器的工作，就是把这些散落的段，按照链接脚本的指示，安排到芯片内存的指定位置。

我习惯把链接脚本比作一个「搬家公司的调度员」。你有一堆家具（代码和数据），调度员告诉你：沙发放客厅，床放卧室，书桌放书房。链接脚本就是那个调度员，它告诉链接器：.text 放 Flash，.data 放 RAM，.bss 也放 RAM。

内存布局定义：你得先告诉链接器你的芯片长什么样

每个芯片的内存映射都不一样。比如 STM32F103C8T6，Flash 从 0x08000000 开始，大小 64KB；RAM 从 0x20000000 开始，大小 20KB。这些信息必须在链接脚本里先声明。

看一个典型的声明：

MEMORY
{
    FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 64K
    RAM   (xrw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 20K
}

这里我解释一下：FLASH (rx) 表示这块内存是只读（r）且可执行（x）的。RAM (xrw) 表示可读可写可执行。ORIGIN 是起始地址，LENGTH 是大小。

嗯，这里要注意：LENGTH 的单位是 K 或 M，别写错了。我曾经见过有人把 64K 写成 64，结果链接器只分配了 64 字节，程序直接跑飞。

段的分配规则：.text、.data、.bss 各归其位

有了内存区域，接下来就是分配段了。这是链接脚本的核心部分，也是最容易出坑的地方。

.text 段：代码和只读数据

.text 段包含你的程序指令、常量字符串、函数表等。它必须放在 Flash 里，因为 Flash 是非易失性的，掉电不丢失。

SECTIONS
{
    .text :
    {
        *(.text)           /* 所有目标文件的 .text 段 */
        *(.text.*)         /* 所有 .text.xxx 子段 */
        *(.rodata)         /* 只读数据，比如 const 变量 */
        *(.rodata.*)
        _etext = .;        /* 标记 .text 结束地址 */
    } > FLASH
}

注意那个 _etext = .，这里的 . 表示当前地址计数器。这行代码把 .text 段的结束地址保存到一个符号里，启动代码后面会用到它。

.data 段：已初始化的全局变量

.data 段存放的是你定义时赋了初值的全局变量和静态变量。比如 int a = 10;，这个 10 就存在 .data 段里。

但有个问题：.data 段的内容在程序运行前必须存在，而 Flash 是只读的，RAM 是可读写的。所以实际做法是：.data 段在 Flash 里存储初始值，启动时由 bootloader 或 CRT 代码复制到 RAM 中。

    .data : AT (ADDR(.text) + SIZEOF(.text))
    {
        _sdata = .;        /* .data 起始地址（RAM 中） */
        *(.data)
        *(.data.*)
        _edata = .;        /* .data 结束地址（RAM 中） */
    } > RAM AT > FLASH

这里有个关键语法：> RAM AT > FLASH。意思是：运行时放在 RAM 里，但加载地址在 Flash 里。链接器会自动计算 Flash 中 .data 的存储位置，并生成符号供启动代码使用。

.bss 段：未初始化的全局变量

.bss 段存放的是未初始化或初始化为 0 的全局变量。比如 int b; 或 int c = 0;。这些变量在 Flash 里不需要占用空间，只需要在 RAM 里预留位置，然后在启动时清零。

    .bss :
    {
        _sbss = .;         /* .bss 起始地址 */
        *(.bss)
        *(.bss.*)
        *(COMMON)          /* 通用符号 */
        _ebss = .;         /* .bss 结束地址 */
    } > RAM

注意 .bss 没有 AT > FLASH，因为它不需要从 Flash 复制数据，只需要在 RAM 里清零即可。

完整的链接脚本示例

把上面几段拼起来，就是一个完整的链接脚本了。我贴一个我常用的模板：

ENTRY(Reset_Handler)

MEMORY
{
    FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 64K
    RAM   (xrw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 20K
}

SECTIONS
{
    .text :
    {
        *(.isr_vector)     /* 中断向量表 */
        *(.text)
        *(.text.*)
        *(.rodata)
        *(.rodata.*)
        _etext = .;
    } > FLASH

    .data : AT (ADDR(.text) + SIZEOF(.text))
    {
        _sdata = .;
        *(.data)
        *(.data.*)
        _edata = .;
    } > RAM

    .bss :
    {
        _sbss = .;
        *(.bss)
        *(.bss.*)
        *(COMMON)
        _ebss = .;
    } > RAM
}

这个脚本定义了中断向量表、代码段、只读数据段、已初始化数据段和未初始化数据段。启动代码会利用 _sdata、_edata、_sbss、_ebss 这些符号来完成 .data 的复制和 .bss 的清零。

链接脚本中的符号：启动代码的桥梁

你可能会问：启动代码怎么知道 .data 要复制多少字节？.bss 要从哪开始清零？答案就是链接脚本里定义的符号。

符号名	含义	启动代码用途
_sdata	.data 段在 RAM 中的起始地址	复制目标地址
_edata	.data 段在 RAM 中的结束地址	计算复制长度
_etext	.text 段结束地址（即 .data 在 Flash 中的存储位置）	复制源地址
_sbss	.bss 段起始地址	清零起始地址
_ebss	.bss 段结束地址	清零结束地址

启动代码里通常是这样用的：

extern uint32_t _sdata, _edata, _etext;
extern uint32_t _sbss, _ebss;

void Reset_Handler(void)
{
    uint32_t *src, *dst;

    /* 复制 .data 段 */
    src = &_etext;
    dst = &_sdata;
    while (dst < &_edata) {
        *dst++ = *src++;
    }

    /* 清零 .bss 段 */
    dst = &_sbss;
    while (dst < &_ebss) {
        *dst++ = 0;
    }

    /* 跳转到 main */
    main();
}

你看，链接脚本和启动代码就是这么配合的。链接脚本提供地址信息，启动代码执行实际操作。

用 SVG 理清整个流程

说了这么多，我画张图帮你把整个流程串起来。这张图展示了从编译到链接，再到启动时内存布局的完整过程。

常见问题与避坑指南

最后，我分享几个我在项目中实际遇到过的问题，希望能帮你少走弯路。

好了，链接脚本的核心内容就这些。你只要理解了 MEMORY 和 SECTIONS 这两个关键字，再搞清楚 .text、.data、.bss 的分配规则，就能自己写链接脚本了。下次遇到程序跑飞，别忘了先检查一下 .ld 文件——很多时候，问题就出在这张「内存地图」上。