3. 链接脚本（Linker Script）入门：链接脚本的作用、MEMORY命令定义内存区域、SECTIONS命令分配段

说实话，我刚入行那会儿，觉得链接脚本就是个黑盒子。编译能过就行，谁管它里面写了啥？直到有一次，我调试一个Bootloader，程序死活跑不起来，用JTAG单步一看，中断向量表根本没放在起始地址。折腾了两天，最后发现是链接脚本里少写了一行。嗯，从那以后，我再也不敢小看这个文件了。

链接脚本，说白了就是告诉链接器：你的代码该放哪儿，数据该放哪儿。对于Bootloader来说，这尤其重要——你想想看，Bootloader通常跑在SRAM里，或者从Flash启动后要重定位，没有链接脚本，编译器根本不知道你的内存布局长什么样。

3.1 链接脚本到底在干什么？

我们平时写C代码，用int a = 0;定义一个全局变量，用void func(void) {}定义一个函数。编译器把这些符号翻译成目标文件（.o），但目标文件里只有相对地址。链接器拿到这些目标文件后，需要根据链接脚本的指示，给每个段（Section）分配一个绝对地址。

链接脚本的核心任务就两个：

定义内存区域：芯片有哪些物理内存？Flash多大？SRAM多大？地址范围是多少？
分配段：代码段（.text）放Flash还是RAM？数据段（.data）初始值放哪儿？运行时要搬到哪里？

我个人的习惯是，每做一个新平台，第一件事就是打开芯片手册，把Flash和RAM的地址范围抄下来，然后写链接脚本。这一步做扎实了，后面能省很多调试时间。

核心观点：链接脚本是嵌入式工程师和硬件之间的契约。你告诉链接器内存长什么样，链接器帮你把程序安排得明明白白。

3.2 MEMORY命令：定义你的内存地图

MEMORY命令用来描述目标芯片的物理内存。语法很简单，但参数很关键。

MEMORY
{
    FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K
    SRAM  (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
}

每个内存区域都有三个属性：

参数	含义	常见值
`ORIGIN`	起始地址	芯片手册里的基地址
`LENGTH`	大小	以K或M为单位
`属性`	访问权限	`r`读、`w`写、`x`执行

这里有个坑，我曾经踩过：属性里的r、w、x不是随便写的。如果你把Flash写成rwx，链接器可能会把可写数据放进去，但Flash在运行时是不能写的（除非你做了特殊处理）。所以Flash我一般只给rx，SRAM给rwx。

注意：ORIGIN和LENGTH必须和芯片手册严格一致。多写一个字节，链接器都不会报错，但程序跑起来就可能访问到不存在的地址，导致HardFault。

3.3 SECTIONS命令：把段安排得明明白白

SECTIONS命令是链接脚本的核心。它定义了每个段放在哪个内存区域，以及段的排列顺序。

一个典型的Bootloader链接脚本大概长这样：

SECTIONS
{
    . = ORIGIN(FLASH);
    
    .text :
    {
        KEEP(*(.isr_vector))   /* 中断向量表，必须放在最前面 */
        *(.text*)              /* 代码段 */
        *(.rodata*)            /* 只读数据 */
        . = ALIGN(4);
    } > FLASH

    .data : AT(ADDR(.text) + SIZEOF(.text))
    {
        _sdata = .;           /* 数据段起始地址（RAM中） */
        *(.data*)             /* 初始化数据 */
        . = ALIGN(4);
        _edata = .;           /* 数据段结束地址 */
    } > SRAM AT> FLASH

    .bss :
    {
        _sbss = .;            /* BSS段起始地址 */
        *(.bss*)              /* 未初始化数据 */
        . = ALIGN(4);
        _ebss = .;            /* BSS段结束地址 */
    } > SRAM
}

这段脚本里，有几个关键点我得跟你聊聊：

KEEP：告诉链接器，这个段即使没人引用也要保留。中断向量表就是典型例子——它没有函数调用它，但CPU上电后会直接跳过去。
AT：指定加载地址（LMA）和运行地址（VMA）。比如.data段，运行时要放在SRAM里（VMA），但初始值存在Flash里（LMA）。Bootloader启动后，需要把数据从Flash拷贝到SRAM。
ALIGN：对齐。ARM Cortex-M要求中断向量表4字节对齐，有些外设DMA要求8字节甚至16字节对齐。不加对齐，程序可能莫名其妙地崩溃。

我的经验：_sdata、_edata这些符号，是给启动代码用的。你可以在C代码里用extern uint32_t _sdata;声明它们，然后取地址来拷贝数据。这是Bootloader里最常用的手法。

3.4 一张图看懂链接脚本的工作流程

下面这张SVG图，展示了从目标文件到最终可执行文件的映射过程。我画这张图的时候，特意把MEMORY和SECTIONS的关系标清楚了。

从这张图你能看到，链接脚本就像个调度员。它把目标文件里的各个段，按照你的要求，安排到Flash和SRAM的对应位置。其中.data段最特殊——它有两个地址：一个在Flash里存着初始值，一个在SRAM里运行。Bootloader启动后，必须把数据从Flash拷贝到SRAM，否则全局变量就是错的。

3.5 常见陷阱与避坑指南

链接脚本写起来不难，但坑不少。我把自己踩过的坑列出来，你遇到了可以少走弯路：

段顺序搞反：中断向量表必须放在Flash的最开头（地址0x08000000）。如果你把其他段放在它前面，CPU上电后找不到向量表，直接跑飞。
忘记KEEP：链接器默认会优化掉“未被引用”的段。中断向量表没人调用它，不加KEEP就会被丢掉。我有个同事就因为这个，调试了整整一天。
对齐没对齐：ARM的__align(8)不是摆设。有些外设的DMA要求缓冲区8字节对齐，链接脚本里不加ALIGN(8)，DMA传输就会出错。
LMA和VMA搞混：.data段的AT> FLASH很容易漏掉。漏掉的话，链接器会把数据段放在SRAM的地址上，但烧录时不会把初始值写进Flash。启动后SRAM里的数据是随机的。

我曾经在一个项目里，把.bss段也加了AT属性，结果启动代码把一堆零从Flash拷贝到SRAM，白白浪费了Flash空间和启动时间。其实.bss段不需要初始值，启动时直接清零就行。

3.6 小结

链接脚本是Bootloader开发的基石。你只要记住三件事：

用MEMORY告诉链接器芯片有哪些内存。
用SECTIONS告诉链接器每个段放哪儿。
用AT处理.data段的加载地址和运行地址。

做到这三点，你的Bootloader内存布局就不会出大问题。剩下的，就是在实际项目中慢慢积累经验了。

📚 课程目录

3. 链接脚本（Linker Script）入门：链接脚本的作用、MEMORY命令定义内存区域、SECTIONS命令分配段

3.1 链接脚本到底在干什么？

3.2 MEMORY命令：定义你的内存地图

3.3 SECTIONS命令：把段安排得明明白白

3.4 一张图看懂链接脚本的工作流程

3.5 常见陷阱与避坑指南

3.6 小结