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STM32F103ZETx_FLASH.ld 解析

  • STM32F103ZETx_FLASH.ld 是一个脚本文件，用于定义 STM32F103ZETx 微控制器的内存布局和链接过程
    • startup_stm32f103x3.s 文件使用本文件中定义的符号
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/*
******************************************************************************
**
** @file        : LinkerScript.ld
**
** @author      : Auto-generated by STM32CubeIDE
**
** @brief       : Linker script for STM32F103ZETx Device from STM32F1 series
**                      512Kbytes FLASH
**                      64Kbytes RAM
**
**                Set heap size, stack size and stack location according
**                to application requirements.
**
**                Set memory bank area and size if external memory is used
**
**  Target      : STMicroelectronics STM32
**
**  Distribution: The file is distributed as is, without any warranty
**                of any kind.
**
******************************************************************************
** @attention
**
** Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
** All rights reserved.
**
** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
** in the root directory of this software component.
** If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
**
******************************************************************************
*/

/* Entry Point */
ENTRY(Reset_Handler)

/* Highest address of the user mode stack */
_estack = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM); /* end of "RAM" Ram type memory */

_Min_Heap_Size = 0x200; /* required amount of heap */
_Min_Stack_Size = 0x400; /* required amount of stack */

/* Memories definition */
MEMORY
{
  RAM    (xrw)    : ORIGIN = 0x20000000,   LENGTH = 64K
  FLASH    (rx)    : ORIGIN = 0x8000000,   LENGTH = 512K
}

/* Sections */
SECTIONS
{
  /* The startup code into "FLASH" Rom type memory */
  .isr_vector :
  {
    . = ALIGN(4);
    KEEP(*(.isr_vector)) /* Startup code */
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH

  /* The program code and other data into "FLASH" Rom type memory */
  .text :
  {
    . = ALIGN(4);
    *(.text)           /* .text sections (code) */
    *(.text*)          /* .text* sections (code) */
    *(.glue_7)         /* glue arm to thumb code */
    *(.glue_7t)        /* glue thumb to arm code */
    *(.eh_frame)

    KEEP (*(.init))
    KEEP (*(.fini))

    . = ALIGN(4);
    _etext = .;        /* define a global symbols at end of code */
  } >FLASH

  /* Constant data into "FLASH" Rom type memory */
  .rodata :
  {
    . = ALIGN(4);
    *(.rodata)         /* .rodata sections (constants, strings, etc.) */
    *(.rodata*)        /* .rodata* sections (constants, strings, etc.) */
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH

  .ARM.extab   : {
    . = ALIGN(4);
    *(.ARM.extab* .gnu.linkonce.armextab.*)
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH

  .ARM : {
    . = ALIGN(4);
    __exidx_start = .;
    *(.ARM.exidx*)
    __exidx_end = .;
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH

  .preinit_array     :
  {
    . = ALIGN(4);
    PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_start = .);
    KEEP (*(.preinit_array*))
    PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_end = .);
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH

  .init_array :
  {
    . = ALIGN(4);
    PROVIDE_HIDDEN (__init_array_start = .);
    KEEP (*(SORT(.init_array.*)))
    KEEP (*(.init_array*))
    PROVIDE_HIDDEN (__init_array_end = .);
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH

  .fini_array :
  {
    . = ALIGN(4);
    PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_start = .);
    KEEP (*(SORT(.fini_array.*)))
    KEEP (*(.fini_array*))
    PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_end = .);
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH

  /* Used by the startup to initialize data */
  _sidata = LOADADDR(.data);

  /* Initialized data sections into "RAM" Ram type memory */
  .data :
  {
    . = ALIGN(4);
    _sdata = .;        /* create a global symbol at data start */
    *(.data)           /* .data sections */
    *(.data*)          /* .data* sections */
    *(.RamFunc)        /* .RamFunc sections */
    *(.RamFunc*)       /* .RamFunc* sections */

    . = ALIGN(4);
    _edata = .;        /* define a global symbol at data end */

  } >RAM AT> FLASH

  /* Uninitialized data section into "RAM" Ram type memory */
  . = ALIGN(4);
  .bss :
  {
    /* This is used by the startup in order to initialize the .bss section */
    _sbss = .;         /* define a global symbol at bss start */
    __bss_start__ = _sbss;
    *(.bss)
    *(.bss*)
    *(COMMON)

    . = ALIGN(4);
    _ebss = .;         /* define a global symbol at bss end */
    __bss_end__ = _ebss;
  } >RAM

  /* User_heap_stack section, used to check that there is enough "RAM" Ram  type memory left */
  ._user_heap_stack :
  {
    . = ALIGN(8);
    PROVIDE ( end = . );
    PROVIDE ( _end = . );
    . = . + _Min_Heap_Size;
    . = . + _Min_Stack_Size;
    . = ALIGN(8);
  } >RAM

  /* Remove information from the compiler libraries */
  /DISCARD/ :
  {
    libc.a ( * )
    libm.a ( * )
    libgcc.a ( * )
  }

  .ARM.attributes 0 : { *(.ARM.attributes) }
}
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/* Entry Point */
ENTRY(Reset_Handler)
  • 定义了程序的入口点，微控制器启动时先调用 Reset_Handler 函数，函数实现在 startup_stm32f103xe.s 中
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/* Highest address of the user mode stack */
_estack = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM); /* end of "RAM" Ram type memory */
  • (固定值)栈从高地址向低地址增长，所以栈顶(RAM的末尾)为起始点
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_Min_Heap_Size = 0x200; /* required amount of heap */
_Min_Stack_Size = 0x400; /* required amount of stack */
  • (自定义)堆和栈所需的最小空间
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/* Memories definition */
MEMORY
{
  RAM    (xrw)    : ORIGIN = 0x20000000,   LENGTH = 64K
  FLASH    (rx)    : ORIGIN = 0x8000000,   LENGTH = 512K
}
  • 0x20000000 是 STM32F1 系列 SRAM（也就是 RAM）的物理起始地址
  • 0x08000000 是片上主闪存（FLASH）的物理起始地址
  • 64K 和 512K 是你这颗 ZET6 型号芯片的 RAM 和 FLASH 容量
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/* Sections */
SECTIONS
{
  /* The startup code into "FLASH" Rom type memory */
  .isr_vector :
  {
    . = ALIGN(4);
    KEEP(*(.isr_vector)) /* Startup code */
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH
  • 定义了中断向量表段。
  • KEEP 命令告诉链接器即使认为这个段没被使用也不能丢弃。

  • FLASH 表示把整个段放入 MEMORY 中定义的 FLASH 区域。

  • 当BOOT/Option Bytes 配置为从 Main Flash 启动时,中断向量表位于 FLASH 的最开始位置，因为芯片硬件设计就是上电后去 0x08000000 这个地址开始找它,但向量表位置也可通过VTOR寄存器在运行时重定向，因此只需要保证 .isr_vector 放在FLASH 区域，通常放在首部。
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/* The program code and other data into "FLASH" Rom type memory */
.text :
{
  . = ALIGN(4);
  *(.text)           /* .text sections (code) */
  *(.text*)          /* .text* sections (code) */
  *(.glue_7)         /* glue arm to thumb code */
  *(.glue_7t)        /* glue thumb to arm code */
  *(.eh_frame)

  KEEP (*(.init))
  KEEP (*(.fini))

  . = ALIGN(4);
  _etext = .;        /* define a global symbols at end of code */
} >FLASH
  • 用于存放程序代码，并将其放入 FLASH
  • *(.glue_7) 和 *(.glue_7t): 收集用于ARM和Thumb指令集之间相互跳转的“胶水代码”。.glue_7 / .glue_7t 是由编译器在 ARM/Thumb 模式跳转时自动插入的小段跳转桥。虽然 Cortex-M3 仅支持 Thumb-2 指令集，但 GCC 仍保留该段用于兼容库。
  • *(.eh_frame): 含有异常处理和回溯表信息，C++ ,调试工具(GDB…)进行栈回溯.
  • KEEP((.init)) 和 KEEP((.fini)): 保留C++构造函数和析构函数的相关代码段。
  • _etext = .;: 定义一个名为 _etext 的符号，其值为当前地址，即 .text 段的结束地址。
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/* Constant data into "FLASH" Rom type memory */
.rodata :
{
  . = ALIGN(4);
  *(.rodata)         /* .rodata sections (constants, strings, etc.) */
  *(.rodata*)        /* .rodata* sections (constants, strings, etc.) */
  . = ALIGN(4);
} >FLASH
  • 定义了 .rodata（只读数据，如 const 变量和字符串常量）段。
  • 代码和只读数据在程序运行期间不会改变，所以它们理应被存放在非易失性的 FLASH 存储器中。
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.ARM.extab   : {
  . = ALIGN(4);
  *(.ARM.extab* .gnu.linkonce.armextab.*)
  . = ALIGN(4);
} >FLASH

.ARM : {
  . = ALIGN(4);
  __exidx_start = .;
  *(.ARM.exidx*)
  __exidx_end = .;
  . = ALIGN(4);
} >FLASH
  • 存放 ARM 架构相关的异常处理表信息，这两个段遵从 ARM EHABI 标准，为任何异常提供回溯索引，C 与 C++ 均可使用。
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.preinit_array     :
{
  . = ALIGN(4);
  PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_start = .);
  KEEP (*(.preinit_array*))
  PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_end = .);
  . = ALIGN(4);
} >FLASH

.init_array :
{
  . = ALIGN(4);
  PROVIDE_HIDDEN (__init_array_start = .);
  KEEP (*(SORT(.init_array.*)))
  KEEP (*(.init_array*))
  PROVIDE_HIDDEN (__init_array_end = .);
  . = ALIGN(4);
} >FLASH

.fini_array :
{
  . = ALIGN(4);
  PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_start = .);
  KEEP (*(SORT(.fini_array.*)))
  KEEP (*(.fini_array*))
  PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_end = .);
  . = ALIGN(4);
} >FLASH
  • 这三个段用于支持 C++ 的全局对象的构造函数和析构函数
  • .init_array 里的函数指针会在 main 函数执行前被调用（用于构造）
  • .fini_array 里的会在程序退出时被调用（用于析构）。
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/* Used by the startup to initialize data */
_sidata = LOADADDR(.data);
  • 返回 .data 段加载到FLASH的起始地址, 这个符号将被启动代码用来作为数据拷贝的源地址。
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/* Initialized data sections into "RAM" Ram type memory */
.data :
{
  . = ALIGN(4);
  _sdata = .;        /* create a global symbol at data start */
  *(.data)           /* .data sections */
  *(.data*)          /* .data* sections */
  *(.RamFunc)        /* .RamFunc sections */
  *(.RamFunc*)       /* .RamFunc* sections */

  . = ALIGN(4);
  _edata = .;        /* define a global symbol at data end */

} >RAM AT> FLASH
  • 定义了 .data 输出段，用于存放已初始化的全局变量和静态变量

  • RAM: 这是运行时地址 (VMA - Virtual Memory Address) 指令。它告诉链接器，当程序运行时，这些变量位于 RAM 内存区域。因为变量需要在运行时被读写，所以必须在RAM中。

  • AT> FLASH: 这是加载时地址 (LMA - Load Memory Address) 指令。它告诉链接器，在生成最终的二进制文件时，请把这些变量的初始值存放到 FLASH 内存区域。
  • _sdata = .;: 定义符号 _sdata，其值为 .data 段在 RAM 中的起始地址。它将作为启动代码中数据拷贝的目的地址。
  • *(.RamFunc) 和 (.RamFunc): 收集被指定要在RAM中运行的函数。
  • _edata = .;: 定义符号 _edata，其值为 .data 段在 RAM 中的结束地址。
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/* Uninitialized data section into "RAM" Ram type memory */
. = ALIGN(4);
.bss :
{
  /* This is used by the startup in order to initialize the .bss section */
  _sbss = .;         /* define a global symbol at bss start */
  __bss_start__ = _sbss;
  *(.bss)
  *(.bss*)
  *(COMMON)

  . = ALIGN(4);
  _ebss = .;         /* define a global symbol at bss end */
  __bss_end__ = _ebss;
} >RAM
  • 定义 .bss (Block Started by Symbol) 输出段，用于存放未初始化的全局变量和静态变量。

  • RAM: 它只有一个 >RAM 指令，没有 AT> 指令。这意味着链接器只在 RAM 中为这些变量预留空间，但不会在 FLASH 文件中为它们存储任何数据，从而节省了 FLASH 空间。

  • _sbss = .; 和 _ebss = .;: 定义了 .bss 段在 RAM 中的起始和结束地址。启动代码会使用这两个地址，将这块内存区域清零。
  • *(COMMON): 收集那些在C语言中未初始化的、但可能在多个文件中被声明的“公共”变量。
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/* User_heap_stack section, used to check that there is enough "RAM" Ram  type memory left */
._user_heap_stack :
{
  . = ALIGN(8);
  PROVIDE ( end = . );
  PROVIDE ( _end = . );
  . = . + _Min_Heap_Size;
  . = . + _Min_Stack_Size;
  . = ALIGN(8);
} >RAM
  • 不包含输入文件的内容，用于链接期检查和定义堆起始地址。
  • PROVIDE ( end = . );: PROVIDE 表示如果外部代码没有定义 end 这个符号，就在这里定义它。end 和 _end 通常被C库用来标记堆的起始位置。此时 . 的值是 .bss 段的结束地址。
  • . = . + _Min_Heap_Size;: 将当前地址向后移动 _Min_Heap_Size 大小，模拟分配堆空间。
  • . = . + _Min_Stack_Size;: 再向后移动 _Min_Stack_Size 大小，模拟分配栈空间。
  • 核心作用: 如果 . 的最终值超过了 RAM 的边界 (0x20010000)，链接器会报错，从而实现了在编译阶段就检查出RAM溢出的问题。
  • 栈从 _estack 向下增长，堆自下向上增长。
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/* Remove information from the compiler libraries */
/DISCARD/ :
{
  libc.a ( * )
  libm.a ( * )
  libgcc.a ( * )
}
  • 特殊的丢弃段。所有被放入这个段的内容都会从最终的输出文件中被移除。这里移除了C库、数学库和GCC支持库中的所有内容，这通常是一个过于激进的优化，但在某些极简的裸机项目中可能会使用。对于我们使用的CubeMX生成的项目，通常会有更精细的垃圾回收（–gc-sections），这个 DISCARD 段可能不起主要作用。
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.ARM.attributes 0 : { *(.ARM.attributes) }

  • 定义一个输出段 .ARM.attributes。这是一个信息段，它存储了关于编译选项、ABI（应用程序二进制接口）版本等元数据。链接器会用这些信息来检查所有输入的目标文件是否相互兼容。0 是该段的类型标识。这是一个现代ARM工具链的标准组成部分。
    }

  • SECTIONS 语句定义了链接器应创建的输出段

STM32F103ZETx_FLASH.ld 解析

https://goko-son626.github.io/post/STM32F103ZETx-FLASH-ld.html

作者

GoKo Mell

发布于

2024-05-02

更新于

2025-11-03

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