📚 课程目录第3章链接脚本定制

3. 链接脚本定制

任务目标

编写GNU ld链接脚本，将Bootloader与应用程序分别映射到独立Flash区域，确保两者地址空间不重叠，并为后续跳转与固件升级建立地址基础。

环境与依赖

ARM Cortex-M交叉工具链（arm-none-eabi-gcc / ld）
目标MCU：STM32F103C8（Flash 64KB，起始0x08000000）
Bootloader区域：0x08000000 ~ 0x08003FFF（16KB）
应用程序区域：0x08004000 ~ 0x0800FFFF（48KB）

链接脚本实现

以下链接脚本将Bootloader与应用程序分别链接到独立Flash区域。Bootloader工程使用完整脚本；应用程序工程仅需修改FLASH_ORIGIN与FLASH_LENGTH两个宏即可复用同一脚本结构。

/* memory_layout.ld —— Bootloader/应用程序共用模板 */
MEMORY
{
  /* Bootloader: 0x08000000, 16KB */
  FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 16K
  /* 应用程序: ORIGIN = 0x08004000, LENGTH = 48K */
  RAM   (xrw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 20K
}

_estack = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);

SECTIONS
{
  .isr_vector :
  {
    . = ALIGN(4);
    KEEP(*(.isr_vector))
    . = ALIGN(4);
  } > FLASH

  .text :
  {
    . = ALIGN(4);
    *(.text*)
    *(.rodata*)
    . = ALIGN(4);
    _etext = .;
  } > FLASH

  _sidata = LOADADDR(.data);

  .data :
  {
    . = ALIGN(4);
    _sdata = .;
    *(.data*)
    . = ALIGN(4);
    _edata = .;
  } > RAM AT> FLASH

  .bss :
  {
    . = ALIGN(4);
    _sbss = .;
    *(.bss*)
    *(COMMON)
    . = ALIGN(4);
    _ebss = .;
  } > RAM
}

关键点说明

区域隔离：Bootloader链接时FLASH起始为0x08000000，应用程序链接时改为0x08004000，两者物理地址互不重叠。
向量表重定位：应用程序需在启动代码中设置SCB->VTOR = 0x08004000，否则中断向量指向错误地址。
数据段加载地址：AT> FLASH确保.data初始值存储在Flash，启动时由_sidata复制到RAM。

编译与链接命令

# Bootloader编译（默认链接脚本）
arm-none-eabi-gcc -mcpu=cortex-m3 -mthumb -T memory_layout.ld \
  -nostdlib -Wl,--gc-sections -o boot.elf startup.c main.c

# 应用程序编译（需将脚本中FLASH ORIGIN改为0x08004000）
arm-none-eabi-gcc -mcpu=cortex-m3 -mthumb -T memory_layout_app.ld \
  -nostdlib -Wl,--gc-sections -o app.elf startup.c app_main.c

# 生成二进制烧录文件
arm-none-eabi-objcopy -O binary boot.elf boot.bin
arm-none-eabi-objcopy -O binary app.elf app.bin

验证方法

链接后执行arm-none-eabi-nm boot.elf | grep _estack，确认栈顶地址为0x20005000。
执行arm-none-eabi-objdump -h boot.elf，检查.text段地址范围在0x08000000-0x08003FFF内。
应用程序链接后，.isr_vector首地址应为0x08004000，且.text段不超过0x0800FFFF。
烧录boot.bin至0x08000000、app.bin至0x08004000后，复位运行：若Bootloader能跳转至0x08004000执行应用程序，且中断响应正常，则链接脚本配置正确。

常见问题

应用程序无法进入中断：检查是否已设置SCB->VTOR为应用程序起始地址。
链接报region溢出：确认代码量未超过各自Flash区域大小，或调整LENGTH分配。
跳转后硬件异常：检查Bootloader跳转前是否关闭全局中断、确认应用程序栈指针有效。