4. 存储介质

链接脚本，说白了就是告诉链接器：你的芯片内存长什么样，代码该放哪儿，数据该放哪儿。很多做应用层开发的同事觉得这东西可有可无，但做固件的人都知道——链接脚本写不对，轻则程序跑飞，重则直接变砖。

我记得刚入行那会儿，接手一个老项目，发现启动后全局变量全是乱的。查了两天，最后发现是链接脚本里 .bss 段的起始地址和 .data 段重叠了。嗯，从那以后我写链接脚本都会反复核对地址范围。

4.1 内存布局定义：告诉链接器你的硬件长什么样

每个芯片都有不同的存储资源。常见的包括：

• Flash（或 ROM）：存放代码和只读数据，掉电不丢失
• SRAM：存放可读写数据，掉电丢失
• ITCM / DTCM：紧耦合内存，访问速度极快
• DDR：大容量外部内存，常用于 Linux 或复杂 RTOS

在链接脚本里，我们用 MEMORY 命令来定义这些区域。来看一个典型的 Cortex-M 芯片定义：

MEMORY
{
    FLASH  (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K
    SRAM   (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
    ITCM   (rwx) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 16K
    DTCM   (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 64K
}

每个区域都有三个属性：

• ORIGIN：起始地址，必须和芯片手册一致
• LENGTH：大小，单位可以是 K、M
• 访问权限：r（读）、w（写）、x（执行）

4.2 段（Section）分配：把代码和数据安排得明明白白

段是链接脚本的核心概念。每个段都有名字、类型和存放位置。常见的标准段包括：

段分配用 SECTIONS 命令来实现。下面是一个典型的分配脚本：

SECTIONS
{
    /* 代码段：放在 Flash 开头 */
    .text :
    {
        *(.isr_vector)      /* 中断向量表，必须放在最前面 */
        *(.text*)           /* 所有 .text 子段 */
        *(.rodata*)         /* 只读数据 */
        _etext = .;         /* 标记代码段结束地址 */
    } > FLASH

    /* 已初始化数据段：运行时在 SRAM，初始值在 Flash */
    .data : AT(_etext)
    {
        _sdata = .;         /* 数据段起始地址 */
        *(.data*)
        _edata = .;         /* 数据段结束地址 */
    } > SRAM

    /* BSS 段：运行时在 SRAM，需要清零 */
    .bss :
    {
        _sbss = .;
        *(.bss*)
        *(COMMON)
        _ebss = .;
    } > SRAM
}

4.3 符号定位：让代码能找到它该找的东西

符号定位是链接脚本里最容易被忽视但又极其重要的部分。说白了，就是给某些关键地址起个名字，让 C 代码能直接引用。

常见的符号定位场景：

• 段边界标记：如 _sdata、_ebss，用于启动代码搬运和清零
• 栈顶地址：如 _estack，用于设置 MSP（主栈指针）
• 堆边界：如 _heap_start、_heap_end，用于 malloc 实现
• 自定义锚点：如某个特殊功能区的基地址

来看一个完整的符号定义示例：

/* 在链接脚本中定义符号 */
_estack = ORIGIN(SRAM) + LENGTH(SRAM);  /* 栈顶在 SRAM 末尾 */
_Min_Heap_Size = 0x200;                  /* 最小堆大小 512 字节 */
_Min_Stack_Size = 0x400;                 /* 最小栈大小 1KB */

SECTIONS
{
    /* ... 段定义 ... */

    /* 在 C 代码中引用这些符号 */
    /* extern uint32_t _estack; */
    /* extern uint32_t _sdata; */
    /* extern uint32_t _ebss; */
}

4.4 链接脚本的完整结构图

下面这张图展示了链接脚本从内存定义到符号定位的完整流程：

4.5 实战中的避坑指南

写链接脚本这么多年，我总结了几条血泪教训：

• 地址对齐很重要：ARM Cortex-M 要求中断向量表必须 256 字节对齐。我曾经因为没对齐，导致中断响应异常，查了整整一天。
• 段顺序不能乱：.isr_vector 必须放在 .text 段的最前面，否则芯片上电后找不到中断入口。
• 符号名不要冲突：链接脚本里定义的符号和 C 代码中的变量名不要重复，否则链接器会报多重定义错误。
• 注意 LENGTH 的单位：K 是 1024，M 是 1048576，别搞混了。

4.6 多分区场景下的链接脚本

在实际项目中，我们经常需要把固件分成多个分区。比如：

• Bootloader 分区：放在 Flash 起始地址，负责固件升级和启动校验
• App 分区：放在 Bootloader 之后，存放主应用程序
• 参数分区：存放设备配置、校准数据等
• 备份分区：OTA 升级时存放新固件

每个分区都需要独立的链接脚本，或者通过条件编译来切换。来看一个 Bootloader 的链接脚本片段：

MEMORY
{
    /* Bootloader 占用 Flash 前 32KB */
    BOOT_FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 32K
    /* App 从 0x08008000 开始 */
    APP_FLASH  (rx)  : ORIGIN = 0x08008000, LENGTH = 480K
    /* 参数区在 Flash 末尾 */
    PARAM_FLASH (r)  : ORIGIN = 0x0807E000, LENGTH = 8K
    SRAM       (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
}

SECTIONS
{
    .text :
    {
        *(.isr_vector)
        *(.text*)
        *(.rodata*)
        _etext = .;
    } > BOOT_FLASH

    /* ... 其他段定义 ... */
}