Linux链接脚本的核心概念与作用
Linux链接脚本（Linker Script）是链接器（如ld）在链接过程中使用的配置文件，它决定了输入目标文件（.o文件）和库文件如何被组合成最终的可执行文件或共享库，链接脚本的核心作用是控制内存布局、符号解析、段（Section）的合并与定位等关键环节，通过自定义链接脚本，开发者可以精确管理程序的加载地址、对齐方式以及数据段的存放位置，这在嵌入式开发、操作系统内核构建或需要特定内存布局的场景中尤为重要。
链接脚本的基本结构与语法
链接脚本主要由命令（Commands）、赋值语句（Assignments）和符号定义（Symbol Definitions）三部分组成，其语法采用类似C语言的简洁风格，核心元素包括段（SECTIONS）、内存区域（MEMORY）以及输出入口（ENTRY）。
MEMORY命令：定义内存区域
MEMORY命令用于描述目标系统的物理内存布局,例如RAM、ROM等区域的起始地址和大小，链接器会根据此信息决定哪些段可以存放在哪些内存区域中，语法如下：
MEMORY {
name1 (attr) : ORIGIN = origin, LENGTH = len
name2 (attr) : ORIGIN = origin, LENGTH = len
}
name为内存区域名称，ORIGIN（简写为org）表示起始地址，LENGTH（简写为len）表示区域大小，attr为属性（如R只读、W可写、X可执行），定义一个起始地址为0x08000000、大小为1MB的RAM区域：
MEMORY {
RAM (rwx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 1M
}
SECTIONS命令：组织段布局
SECTIONS命令是链接脚本的核心,用于定义输出文件的段结构，包括输入段的合并顺序、存放位置以及对齐方式，其基本语法为：
SECTIONS {
section_name {
output-section-command
output-section-command
...
}
...
}
常见的输出段命令包括：
input-sections：指定输入目标文件中的段，如.text（代码段）、.data（已初始化数据段）、.bss（未初始化数据段），将所有输入文件的.text段合并到输出文件的.text段：.text : { *(.text) }symbol = value：定义符号及其值，常用于设置入口点或全局变量地址：_start = 0x08000000;
ALIGN：对齐当前地址到指定边界，如.data ALIGN(4) : { ... }表示.data段按4字节对齐。
ENTRY命令：指定程序入口
ENTRY命令用于定义程序的入口点,即链接器首先执行的位置，语法为ENTRY(symbol)，其中symbol为入口符号名。
ENTRY(_start)
链接脚本的执行流程
链接器在处理链接脚本时,遵循以下核心步骤：
- 解析MEMORY区域：根据MEMORY命令定义的内存布局，确定可用的内存范围及属性。
- 处理SECTIONS命令：遍历SECTIONS中定义的输出段，依次将输入目标文件中的对应段合并到输出段中，所有
.text段会被合并到输出文件的.text段，.data和.bss段同理。 - 符号解析与重定位：解析输入文件中的符号（如函数、变量），确定它们的最终地址，并处理重定位表（如
.rel.text），确保代码中的绝对地址或相对引用正确。 - 地址分配与对齐：根据SECTIONS中的对齐要求（如
ALIGN）和内存区域限制，为每个段分配最终地址。.bss段通常紧邻.data段，并按指定对齐边界填充零。 - 生成输出文件：根据分配的地址和合并后的段内容，生成最终的可执行文件（ELF格式）或共享库。
常用链接脚本示例
示例1：基础可执行文件链接脚本
以下是一个简单的链接脚本,适用于将.text、.data和.bss段依次存放在RAM中：
ENTRY(_start)
MEMORY {
RAM (rwx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 64K
}
SECTIONS {
.text : {
*(.text)
*(.rodata)
} > RAM
.data : {
*(.data)
} > RAM
.bss : {
*(.bss)
*(COMMON)
} > RAM
}
说明：
_start为入口符号，需在汇编或C代码中定义（如通过__attribute__((section(".text")))）。.text段包含代码和只读数据（.rodata），.data段包含已初始化数据，.bss段包含未初始化数据，均存放在RAM中。
示例2：嵌入式系统多段布局
在嵌入式开发中,常需将代码段存放在Flash（ROM），数据段存放在RAM。
ENTRY(reset_handler)
MEMORY {
FLASH (rx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K
RAM (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
}
SECTIONS {
.isr_vector : {
KEEP(*(.isr_vector))
} > FLASH
.text : {
*(.text)
} > FLASH
.data : {
_sdata = .;
*(.data)
_edata = .;
} > RAM AT > FLASH
.bss : {
_sbss = .;
*(.bss)
*(COMMON)
_ebss = .;
} > RAM
/* 将.data段从Flash复制到RAM的启动代码 */
_sidata = LOADADDR(.data);
}
说明：
.isr_vector（中断向量表）存放在Flash，通过KEEP确保链接器不优化掉该段。.data段在RAM中运行，但初始数据存放在Flash，需在启动时复制到RAM（通过_sdata、_edata等符号定位）。.bss段需在启动时清零，通过_sbss、_ebss确定范围。
链接脚本的进阶技巧
使用符号控制内存布局
通过定义符号（如_stack_top），可在C代码中访问栈顶地址，用于初始化栈指针：
SECTIONS {
...
_stack_top = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);
}
在C代码中可通过extern uint32_t _stack_top;获取栈顶地址。
条件判断与文件包含
链接脚本支持简单的条件判断（如if/else）和文件包含（INCLUDE），便于模块化管理，根据编译选项选择不同的内存布局：
INCLUDE "memory.ld" /* 包含基础内存定义 */
SECTIONS {
#ifdef USE_RAM_ONLY
.text : { *(.text) } > RAM
#else
.text : { *(.text) } > FLASH
#endif
}
处理特殊段与垃圾回收
通过KEEP命令可强制保留某些段（如调试信息、中断向量表），防止链接器因优化而丢弃：
KEEP(*(.debug_info))
Linux链接脚本是链接器的“配置说明书”，通过精确控制内存布局、段合并和符号解析，满足不同场景下的程序构建需求，从基础的.text/.data/.bss段管理，到嵌入式系统的多存储器布局，再到进阶的符号控制与模块化设计，掌握链接脚本能够帮助开发者优化程序性能、解决内存冲突，并实现复杂的系统级功能，无论是内核开发、嵌入式固件编写，还是需要特定内存布局的应用程序，合理编写链接脚本都是提升开发效率与系统稳定性的关键环节。
