4. 链接脚本深度解析：分散加载文件(.sct)结构、ROM/RAM分区定义、中断向量表重定位

做 Bootloader 开发，绕不开链接脚本。说白了，它就是告诉编译器：你的代码该放哪儿，数据该放哪儿，中断向量表又该在哪儿安家。很多新手觉得这玩意儿枯燥，直接拿厂家例程改改就用了。嗯，我早年也这么干过，结果有一次 Bootloader 跳转后死活跑不起来，查了三天，最后发现是向量表没对齐——从那以后，我再也不敢轻视 .sct 文件了。

4.1 分散加载文件的结构

ARM 编译器用的 .sct 文件，其实就是一个分区地图。它把芯片的存储空间切成若干块，然后告诉链接器：哪个段（Section）该放进哪个块。

一个典型的 .sct 文件长这样：

LR_IROM1 0x08000000 0x00010000  {    ; 加载区，起始0x08000000，大小64KB
  ER_IROM1 0x08000000 0x00010000  { ; 执行区，与加载区重叠
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
  }
  RW_IRAM1 0x20000000 0x00008000  { ; RAM区，起始0x20000000，大小32KB
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

结构其实不复杂，就三层：

• 加载区（Load Region）：程序烧录时在 Flash 里的位置。名字可以随便起，比如 LR_IROM1。
• 执行区（Execution Region）：程序运行时在内存里的位置。可以跟加载区重叠（比如代码直接在 Flash 里跑），也可以不同（比如 RW 数据要搬到 RAM）。
• 输入段（Input Section）：具体哪些 .o 文件、哪些段名放进来。比如 *.o (RESET, +First) 就是把所有目标文件的 RESET 段放在最前面。

4.2 ROM/RAM 分区定义

Bootloader 和应用程序通常共用一颗芯片。怎么分家？靠的就是 ROM/RAM 分区。

我个人习惯把 Flash 分成三块：

分区	起始地址	大小	用途
Bootloader 区	0x08000000	32KB	存放 Bootloader 代码、固定参数
参数区	0x08008000	4KB	升级标志、版本号、校验值
应用程序区	0x08009000	剩余空间	用户应用程序

对应的 .sct 文件就要写两个加载区：

; Bootloader 区
LR_BOOT 0x08000000 0x00008000 {
  ER_BOOT 0x08000000 0x00008000 {
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
  }
  RW_BOOT_RAM 0x20000000 0x00004000 {
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

; 参数区
LR_PARA 0x08008000 0x00001000 {
  ER_PARA 0x08008000 0x00001000 {
   *(.param_section)
  }
}

; 应用程序区（由应用程序自己的 .sct 定义）

RAM 分区也要注意。Bootloader 和应用程序如果共用 RAM，跳转前必须把 Bootloader 用过的全局变量、堆栈都清理干净。否则应用程序一启动，发现 RAM 里全是垃圾数据，跑着跑着就 HardFault 了。

我常用的做法是：Bootloader 只用低 16KB RAM，应用程序从 0x20004000 开始用。这样跳转前只需要把 0x20000000~0x20003FFF 清零就行，简单粗暴。

4.3 中断向量表重定位

这是 Bootloader 跳转的灵魂操作。芯片上电后，CPU 从 0x00000000 取栈顶指针，从 0x00000004 取复位向量。但 CMS32 这类 Cortex-M 内核的芯片，实际上会把 0x08000000 映射到 0x00000000（通过硬件配置）。

问题来了：Bootloader 在 0x08000000，应用程序在 0x08009000。应用程序的中断向量表在 0x08009000，但 CPU 默认还是去 0x08000000 找向量表。怎么办？

答案就是修改 VTOR（向量表偏移寄存器）。

跳转前，Bootloader 必须做这件事：

// 假设应用程序起始地址为 APP_ADDR (0x08009000)
uint32_t app_stack = *(volatile uint32_t*)APP_ADDR;
uint32_t app_reset  = *(volatile uint32_t*)(APP_ADDR + 4);

// 1. 检查栈顶指针是否合法（通常在 RAM 范围内）
if (app_stack < 0x20000000 || app_stack >= 0x20010000) {
    // 非法，不跳转
    return;
}

// 2. 关闭全局中断
__disable_irq();

// 3. 重定位向量表
SCB->VTOR = APP_ADDR;

// 4. 设置主栈指针
__set_MSP(app_stack);

// 5. 跳转到应用程序复位向量
((void (*)(void))app_reset)();

另外，应用程序的 .sct 文件也要配合修改。它的加载区起始地址必须跟 Bootloader 约好的 APP_ADDR 一致：

LR_APP 0x08009000 0x00070000 {
  ER_APP 0x08009000 0x00070000 {
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
  }
  RW_APP_RAM 0x20004000 0x0000C000 {
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

你看，应用程序的 RESET 段在 0x08009000，所以它的向量表也在那里。Bootloader 把 VTOR 改成 0x08009000 后，CPU 就能找到应用程序的中断入口了。

4.4 整体流程梳理

为了让你更直观地理解，我画了一张流程图：

这张图把 Flash 分区、跳转步骤和检查点串在了一起。你写代码时，对着这张图一步步来，基本不会漏。

4.5 避坑指南

最后，我把自己这些年踩过的坑列出来，你写 .sct 和跳转代码时对照着检查：

• 向量表对齐：Cortex-M 要求 VTOR 的值必须是 256 的倍数（低 9 位为 0）。应用程序的起始地址如果没对齐，跳转后所有中断都进不去。
• 栈顶指针检查：跳转前一定要读应用程序的栈顶指针，确认它在 RAM 范围内。如果 Flash 是空的或者数据被破坏了，读出来可能是 0xFFFFFFFF，直接设置 MSP 会立刻 HardFault。
• 外设状态清理：我曾经在跳转前忘了关定时器，结果应用程序初始化时定时器溢出触发了中断，而应用程序的中断向量表还没配好，直接跑飞。
• 链接脚本命名冲突：Bootloader 和应用程序的 .sct 文件里，加载区名字不要一样。比如 Bootloader 用 LR_BOOT，应用程序用 LR_APP，否则链接器可能搞混。