3. 链接脚本详解：链接脚本(.ld)的作用、内存布局定义、段（text/data/bss）的分配规则

做 Bootloader 开发，绕不开链接脚本。很多人觉得它神秘，其实说白了，它就是告诉链接器：你的代码该放哪，数据该放哪，堆栈又该放哪。

我刚开始做嵌入式时，也跳过这步。结果呢？程序跑飞了，查了两天才发现是 .bss 段没清零。从那以后，我养成了一个习惯——写任何固件前，先把 .ld 文件理清楚。

3.1 链接脚本到底在干什么？

你写好的 C 代码，经过编译变成目标文件（.o）。这些 .o 文件里，代码、数据、未初始化变量都混在一起。链接脚本的作用，就是把它们按你指定的规则，安排到目标芯片的存储空间里。

举个例子：

// 编译后的段分布
.text   → 代码
.rodata → 只读数据（字符串、常量）
.data   → 已初始化全局变量
.bss    → 未初始化全局变量

链接脚本就是一张“地图”，告诉链接器每个段该去哪个地址安家。

3.2 内存布局定义——你得先知道芯片有啥

写链接脚本前，你得搞清楚目标芯片的内存分布。以 STM32F103 为例：

存储区域	起始地址	大小	用途
Flash	0x08000000	512KB	存放代码和只读数据
SRAM	0x20000000	64KB	存放变量、堆栈
System Memory	0x1FFF0000	—	系统 Bootloader

这些地址，就是链接脚本的“地基”。你想想看，如果 Flash 地址写错了，代码烧进去根本跑不起来。

3.3 段分配规则——.text / .data / .bss 怎么放？

这是链接脚本的核心。我习惯用一个简单的模板来说明：

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

SECTIONS
{
    .text :
    {
        *(.isr_vector)    /* 中断向量表 */
        *(.text)          /* 代码 */
        *(.rodata)        /* 只读数据 */
        _etext = .;       /* 代码结束地址 */
    } > FLASH

    .data : AT(_etext)
    {
        _sdata = .;
        *(.data)
        _edata = .;
    } > SRAM

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

这里有几个关键点：

• .text 段放 Flash：代码和常量，掉电不丢失。
• .data 段放 SRAM，但加载地址在 Flash：启动时从 Flash 拷贝到 SRAM。
• .bss 段放 SRAM：启动时由启动代码清零。

3.4 为什么 .data 要搞两套地址？

这个问题我经常被问到。你看上面的脚本，.data 段有两个地址：

• VMA（虚拟地址）：运行时在 SRAM 中的地址。
• LMA（加载地址）：烧录时在 Flash 中的地址。

为什么会这样？因为全局变量初始值必须存到 Flash 里（掉电不丢），但运行时必须放到 SRAM 里（才能读写）。所以启动时，Bootloader 要把 .data 从 Flash 拷贝到 SRAM。

我见过有人忘了做这个拷贝，结果全局变量全是 0。嗯，这种 bug 最难查。

3.5 .bss 段——为什么必须清零？

.bss 段放的是未初始化的全局变量。C 标准规定，这些变量默认值为 0。但硬件上电后，SRAM 里的值是随机的。所以启动代码必须把 .bss 段全部清零。

看这段启动代码：

extern uint32_t _sbss, _ebss;

void _start(void)
{
    uint32_t *p = &_sbss;
    while (p < &_ebss) {
        *p++ = 0;
    }
    /* 然后跳转到 main */
}

3.6 链接脚本中的符号——链接器帮你算地址

链接脚本里可以定义符号，这些符号在 C 代码里可以直接用 extern 引用。常用的有：

符号	含义	典型用途
_etext	代码段结束地址	.data 拷贝的源地址
_sdata / _edata	.data 段的起止地址	拷贝循环的边界
_sbss / _ebss	.bss 段的起止地址	清零循环的边界
_estack	栈顶地址	中断向量表初始值

这些符号是链接器在链接阶段计算出来的，不是程序员手动定义的。你只需要在链接脚本里声明，C 代码里引用就行。

3.7 链接脚本的常见陷阱

做 Bootloader 时，有几个地方特别容易出问题：

• 中断向量表偏移：如果 Bootloader 和 App 共用 Flash，App 的向量表必须偏移。链接脚本里要定义 VECT_TAB_OFFSET。
• 段对齐：ARM 要求代码段 4 字节对齐，否则可能触发异常。
• 栈和堆的位置：我习惯把栈放在 SRAM 末尾，堆紧随 .bss 之后。这样栈向下增长，堆向上增长，不容易溢出。

3.8 本章知识结构图

下面这张图总结了链接脚本的核心逻辑：

3.9 小结

链接脚本是 Bootloader 开发的基石。你不需要背下所有语法，但一定要理解：

• MEMORY 定义芯片的物理存储区域。
• SECTIONS 定义每个段放哪，以及加载地址和运行地址的关系。
• 符号是链接器帮你算的，别自己硬编码地址。

我个人习惯，每写一个新 Bootloader，第一件事就是打开 .ld 文件，确认内存布局对不对。这一步省了，后面全是坑。