链接脚本（LD）段书写规范详解

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于 2025-06-26 16:16:14 首次发布

## 链接脚本基本结构一个标准的链接脚本包含以下部分：

链接脚本（LD）段书写规范详解

链接脚本（Linker Script）是控制程序内存布局的关键文件，其语法有严格的规范要求。下面我将详细介绍LD脚本中各个段的书写规范，并附图示说明。

链接脚本基本结构

/* 注释格式：使用C风格注释 */
MEMORY {
    /* 内存区域定义 */
}

SECTIONS {
    /* 段定义 */
}

1. 内存区域定义规范（MEMORY）

MEMORY {
    /* 基本语法：名称 (属性) : ORIGIN = 起始地址, LENGTH = 长度 */
    ROM (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K   /* 可读可执行 */
    RAM (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K   /* 可读可写可执行 */
    
    /* 可选特殊区域 */
    ITCM (rwx) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 16K   /* 紧耦合内存 */
    DTCM (rw)  : ORIGIN = 0x10000000, LENGTH = 64K
}

属性说明：

属性	含义	是否必需
r	可读	是
w	可写	是
x	可执行	是
a	可分配	可选
i	初始化	可选
l	类似i	可选

内存布局图示：

┌──────────────────────┐ 0x08000000
│         ROM          │
│   (512K, rx)        │
├──────────────────────┤ 0x08080000
│         RAM          │
│   (128K, rwx)       │
├──────────────────────┤ 0x20020000
│         ITCM         │
│    (16K, rwx)       │
├──────────────────────┤ 0x00004000
│         DTCM         │
│     (64K, rw)       │
└──────────────────────┘ 0x10010000

2. 段定义规范（SECTIONS）

2.1 基本段定义

SECTIONS {
    /* 定位符：. 表示当前位置 */
    . = 0x08000000; /* 设置起始地址 */
    
    /* 文本段（代码） */
    .text : {
        /* 输入段排序 */
        KEEP(*(.vectors))    /* 必须保留中断向量表 */
        *(.text*)            /* 所有.text开头的段 */
        *(.rodata*)          /* 只读数据 */
        . = ALIGN(4);        /* 4字节对齐 */
    } > ROM
    
    /* 数据段 */
    .data : {
        _sdata = .;          /* 定义开始符号 */
        *(.data*)
        . = ALIGN(4);
        _edata = .;          /* 定义结束符号 */
    } > RAM AT > ROM         /* VMA在RAM，LMA在ROM */
    
    /* BSS段 */
    .bss (NOLOAD) : {        /* NOLOAD表示不加载到ROM */
        _sbss = .;
        *(.bss*)
        *(COMMON)            /* 公共块 */
        . = ALIGN(4);
        _ebss = .;
    } > RAM
    
    /* 堆栈段 */
    .stack (NOLOAD) : {
        . = ALIGN(8);
        _sstack = .;
        . += _stack_size;    /* 预定义堆栈大小 */
        . = ALIGN(8);
        _estack = .;
    } > RAM
    
    /* 自定义段 */
    .my_section : {
        KEEP(*(.custom*))   /* 保留自定义段 */
    } > ITCM
}

2.2 关键指令规范

指令	语法	说明	示例
ALIGN	`. = ALIGN(n);`	n字节对齐	`. = ALIGN(8);`
KEEP	`KEEP(*(section))`	防止链接器优化	`KEEP(*(.init))`
AT	`> region AT > lma_region`	指定加载地址	`> RAM AT > ROM`
NOLOAD	`(NOLOAD)`	不加载到目标文件	`.bss (NOLOAD) : {...}`
PROVIDE	`PROVIDE(symbol = expression)`	定义符号	`PROVIDE(_heap_start = .);`
ENTRY	`ENTRY(symbol)`	指定入口点	`ENTRY(Reset_Handler)`

3. 段属性详解

3.1 输出段属性

.text : {
    /* 内容 */
} > ROM                  /* 目标内存区域 */
   AT > FLASH            /* 加载地址 */
   ALIGN_WITH_INPUT      /* 输入段对齐 */
   SUBALIGN(4)           /* 子对齐 */
   : { /* 输入段描述 */ } /* 输入段过滤 */

3.2 输入段排序规范

*(.text .text.*)         /* 所有.text和.text.*段 */
*(.rodata)               /* 所有.rodata段 */
*(SORT_BY_NAME(.data*))  /* 按名称排序 */
*(SORT_BY_ALIGNMENT(.bss*)) /* 按对齐排序 */

4. 符号定义规范

/* 全局符号定义 */
_etext = .;              /* 当前地址赋值 */
_flash_end = ORIGIN(ROM) + LENGTH(ROM); /* 计算结束地址 */
_stack_size = DEFINED(_stack_size) ? _stack_size : 0x2000; /* 带默认值 */

/* 条件定义 */
PROVIDE(__heap_start = .);
PROVIDE(__heap_end = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM));

5. 完整示例模板

/* 链接脚本模板 */
MEMORY {
    FLASH (rx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 1024K
    RAM (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 256K
}

_estack = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM); /* 栈顶 */
_stack_size = 0x4000;               /* 栈大小 */
_heap_size = 0x8000;                /* 堆大小 */

ENTRY(Reset_Handler);               /* 入口点 */

SECTIONS {
    /* 中断向量表 */
    .isr_vector : {
        . = ALIGN(4);
        KEEP(*(.isr_vector))
        . = ALIGN(4);
    } > FLASH
    
    /* 文本段 */
    .text : {
        . = ALIGN(4);
        *(.text)
        *(.text*)
        *(.glue_7)
        *(.glue_7t)
        *(.eh_frame)
        KEEP(*(.init))
        KEEP(*(.fini))
        . = ALIGN(4);
        _etext = .;
    } > FLASH
    
    /* 只读数据 */
    .rodata : {
        . = ALIGN(4);
        *(.rodata)
        *(.rodata*)
        . = ALIGN(4);
    } > FLASH
    
    /* ARM特定段 */
    .ARM.extab : {
        *(.ARM.extab* .gnu.linkonce.armextab.*)
    } > FLASH
    
    .ARM : {
        __exidx_start = .;
        *(.ARM.exidx*)
        __exidx_end = .;
    } > FLASH
    
    /* 初始化数据 */
    _sidata = LOADADDR(.data);      /* 加载地址 */
    .data : {
        . = ALIGN(4);
        _sdata = .;
        *(.data)
        *(.data*)
        . = ALIGN(4);
        _edata = .;
    } > RAM AT > FLASH
    
    /* 未初始化数据 */
    .bss : {
        . = ALIGN(4);
        _sbss = .;
        __bss_start__ = _sbss;
        *(.bss)
        *(.bss*)
        *(COMMON)
        . = ALIGN(4);
        _ebss = .;
        __bss_end__ = _ebss;
    } > RAM
    
    /* 用户堆栈 */
    ._user_heap_stack : {
        . = ALIGN(8);
        PROVIDE(end = .);
        PROVIDE(_end = .);
        . += _heap_size;
        . += _stack_size;
        . = ALIGN(8);
    } > RAM
    
    /* 调试信息 */
    /DISCARD/ : {
        libc.a(*)
        libm.a(*)
        libgcc.a(*)
        *(.note*)
        *(.comment)
    }
}

6. 段映射图示

内存布局示例：
┌──────────────────────┐ 0x08000000 (FLASH)
│      .isr_vector     │
├──────────────────────┤
│        .text         │
├──────────────────────┤
│       .rodata        │
├──────────────────────┤
│      .ARM.extab      │
├──────────────────────┤
│        .ARM          │
├──────────────────────┤
│        .data         │ (LMA)
└──────────────────────┘
       ↓ 加载时复制
┌──────────────────────┐ 0x20000000 (RAM)
│        .data         │ (VMA)
├──────────────────────┤
│        .bss          │
├──────────────────────┤
│   .user_heap_stack   │
└──────────────────────┘ 0x20040000

7. 最佳实践与注意事项

对齐要求：
- 始终使用ALIGN(4)或ALIGN(8)保证对齐
- 特别关注向量表和栈地址对齐

内存保护：

.privileged_data : {
    *(.privileged*)
} > RAM AT > FLASH

多核系统：

.core0_text : {
    *(.core0.text*)
} > FLASH0

.core1_text : {
    *(.core1.text*)
} > FLASH1

安全启动：

.secure : {
    KEEP(*(.secure_entry))
    *(.secure_code*)
    . = ALIGN(128K); /* 对齐到扇区边界 */
} > FLASH

版本信息：

.fw_info : {
    KEEP(*(.fw_version))
    KEEP(*(.fw_checksum))
} > FLASH AT > FLASH

错误处理：
- 检查内存区域重叠
- 验证段大小是否超出内存限制
- 使用链接器映射文件验证布局

8. 调试与验证

生成内存映射文件：

arm-none-eabi-ld -T link.ld -Map=output.map ...

关键检查点：

入口点地址是否正确
堆栈空间是否足够
关键段是否对齐
内存区域是否溢出
符号地址是否符合预期

通过遵循这些规范，可以创建出高效、可靠且易于维护的链接脚本，确保嵌入式系统程序正确加载和执行。