4. 链接脚本（Linker Script）详解：内存布局、段、语法与启动配合

说实话，很多嵌入式工程师写了几年代码，都没认真看过链接脚本。我刚开始带项目时也是这样——直到有一次芯片死活跑不起来，折腾了两天，最后发现是 .bss 段没清零。嗯，从那以后我再也不敢跳过链接脚本了。

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，数据该放哪。它决定了你编译出来的 .bin 或 .hex 文件能不能在目标芯片上正确运行。

4.1 内存布局：芯片的“地皮规划”

每个芯片都有自己固定的内存地址空间。比如 STM32F103，Flash 从 0x08000000 开始，SRAM 从 0x20000000 开始。链接脚本的第一件事，就是把这些“地皮”划清楚。

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

这里 (rx) 表示 Flash 是只读、可执行的；(rwx) 表示 SRAM 可读写、可执行。我个人习惯把 Flash 叫 ROM 区，SRAM 叫 RAM 区，这样更直观。

你想想看，如果芯片的 Flash 只有 256K，你却在链接脚本里写了 512K，链接器不会报错，但烧进去的代码跑到超出地址范围就会死机。我曾经见过一个同事，把 Flash 大小写错了，产品量产了 1000 片才发现问题……

4.2 段（Sections）：.text, .data, .bss

编译出来的目标文件里，代码和数据是分门别类存放的。这些类别就叫“段”。最常见的三个段是：

段名	内容	存放位置	特点
.text	程序代码、常量、字符串	Flash（只读）	掉电不丢失
.data	已初始化的全局变量、静态变量	运行时在 RAM，初始值在 Flash	需要从 Flash 拷贝到 RAM
.bss	未初始化或初始化为 0 的全局变量	RAM	启动时需清零

这里有个容易踩的坑：.data 段在 Flash 里存了一份初始值，芯片上电后，启动代码要把这些值从 Flash 拷贝到 RAM。如果拷贝逻辑写错了，全局变量初始值就不对。我遇到过最离谱的一次，是拷贝的源地址和目标地址写反了，结果 Flash 里的代码被覆盖了……

4.3 链接脚本语法：SECTIONS 命令详解

SECTIONS 是链接脚本的核心，它定义了每个段怎么放、放哪里。来看一个典型的写法：

SECTIONS
{
    . = ORIGIN(FLASH);
    
    .text :
    {
        *(.isr_vector)    /* 中断向量表 */
        *(.text)          /* 程序代码 */
        *(.rodata)        /* 只读数据 */
        _etext = .;       /* .text 结束地址 */
    } > FLASH
    
    . = ORIGIN(SRAM);
    
    .data : AT(_etext)
    {
        _sdata = .;       /* .data 起始地址 */
        *(.data)          /* 已初始化数据 */
        _edata = .;       /* .data 结束地址 */
    } > SRAM
    
    .bss :
    {
        _sbss = .;        /* .bss 起始地址 */
        *(.bss)           /* 未初始化数据 */
        _ebss = .;        /* .bss 结束地址 */
    } > SRAM
}

注意 .data : AT(_etext) 这一行。AT 表示加载地址（在 Flash 里），> SRAM 表示运行地址（在 RAM 里）。这就是为什么 .data 段需要拷贝——它有两个地址。

我个人习惯在每个段前后都定义符号（如 _sdata、_edata），这样启动文件里可以直接用这些符号做拷贝和清零。你想想看，如果符号名写错了，链接器不会报错，但启动代码就找不到正确的地址了。

4.4 启动文件与链接脚本的配合

启动文件（startup_xxx.s）是芯片上电后执行的第一段代码。它和链接脚本是“搭档”关系——链接脚本定义内存布局，启动文件执行初始化操作。

典型的启动流程是这样的：

1. 设置栈指针 SP（从链接脚本定义的 _estack 获取）
2. 调用 SystemInit() 初始化时钟
3. 拷贝 .data 段：从 _etext 拷贝到 _sdata，长度 _edata - _sdata
4. 清零 .bss 段：从 _sbss 到 _ebss 全部写 0
5. 跳转到 main() 函数

来看一段启动文件中的拷贝代码（ARM Cortex-M 汇编）：

    ldr r0, =_etext      /* 源地址：Flash 中的 .data 初始值 */
    ldr r1, =_sdata      /* 目标地址：RAM 中的 .data 起始 */
    ldr r2, =_edata      /* 结束地址 */
    subs r2, r1          /* 计算长度 */
    beq .L_clear_bss     /* 如果长度为 0，跳过 */
.L_copy_data:
    ldrb r3, [r0], #1    /* 从 Flash 读一个字节 */
    strb r3, [r1], #1    /* 写入 RAM */
    subs r2, #1
    bne .L_copy_data

这里有个常见问题：如果链接脚本里 .data 段的加载地址和运行地址没配对，启动文件拷贝的数据就是错的。我建议你在调试时，先打印出 _etext、_sdata、_edata 的值，确认它们符合预期。

4.5 知识结构总览

下面这张图把链接脚本、段、启动文件的关系串起来了：

从这张图可以清楚看到：链接脚本负责“画地图”，启动文件负责“按地图施工”。两者必须严格配合，任何一个符号名写错、地址算错，芯片就跑不起来。

4.6 常见问题与避坑

• .data 段拷贝后变量值不对——检查 AT 地址是否指向正确的 Flash 位置，我曾经把 AT 地址写成了 0，结果从 Flash 开头拷贝了一堆中断向量表到 RAM……
• .bss 段没清零导致全局变量随机——确认启动文件中清零循环的起始地址和结束地址正确，注意符号是地址值，不是变量值
• 链接时报错“region overflow”——代码或数据超出了芯片的 Flash/SRAM 大小，检查链接脚本中的 LENGTH 是否写对了
• 中断向量表没放在开头——芯片复位后会从 Flash 起始地址读取栈指针和复位向量，.isr_vector 段必须放在第一个