摘要：本文从「int g_count = 100; 这个 100 到底存在哪」出发，拆解 STM32 链接脚本（.ld 文件）的 MEMORY 与 SECTIONS 两大核心，讲清 .data/.bss 的 VMA 与 LMA、堆栈布局、Bootloader + APP 双区跳转，以及常见链接报错怎么排查。写给正在学单片机、准备做 IAP/OTA，或者想把嵌入式底层原理补扎实的人。

急着要答案的，先看这一句：

芯片里每一段代码、每一个变量最终落在哪个物理地址，由链接脚本（.ld 文件）决定。带初值的全局变量，运行时住在 RAM，但它的初值被另外存了一份在 Flash 里；上电后由启动文件执行一段「搬家 + 清零」的代码，把初值从 Flash 复制进 RAM。所以断电之后变量初值还在——不是 RAM 记住了，是 Flash 替你保管着。

---

这段代码，几乎每个学单片机的人都写过：
int g_count = 100;  

编译、烧录、上电，一路顺利。但有这么个问题，被问住的人不少：100 这个数，到底存在哪？

说存在 RAM？RAM 一断电就清空。可下次上电 g_count 还是 100，这个初值是从哪回来的？

说存在 Flash？可程序跑起来明明在改 g_count，Flash 又不能随便写。

这问题看着基础，能一次答利索的人真不多。不是笨，是没人系统讲过。

答案在一份叫 .ld 的文件里。芯片里每段代码、每个变量住 Flash 还是 RAM，初值怎么从 Flash「搬」进 RAM，全是它说了算。这份文件学校不讲、多数教程跳过，却是从「会点灯」到「懂原理」的那道分水岭。

这篇把它从头拆一遍。看到最后你会发现：上电那一瞬间，芯片里其实发生了一次有条不紊的「搬家」。

如果你读到这，心里冒出的是「这问题我也想过」，那这篇就是写给你的。学单片机时肯多想一步的人，往往就是能在这行走远的人。

---

一、程序是怎么「炼成」的

一份 C 代码变成能在 STM32 上跑的 bin/hex 文件，要经过 4 个阶段：

预处理 → 编译 → 汇编 → 链接  (.i)           (.s)       (.o)        (.elf)

前三步，每个 .c 文件各自「单打独斗」，生成互相独立的目标文件（.o）。

链接（Link），就是把这些零散的 .o 文件、加上库文件，「拼装」成一个完整的、有确定地址的可执行文件的过程。

链接器要解决两个核心问题：

1. 符号解析：A 文件调用了 B 文件的函数，链接器要把这个「引用」关系接上；
2. 地址分配：决定每一段代码、每一个变量，最终落在芯片的哪个物理地址上。

而地址分配的规则，正是由链接脚本（.ld 文件）决定的。这就是我们今天的主角。

二、STM32 的「地盘」：Flash 和 SRAM

以常见的 STM32F103C8T6 为例，它的存储资源大致是：

存储区域	容量	用途
Flash（内部闪存）	64 KB	存放代码、常量、中断向量表
SRAM（内部 RAM）	20 KB	存放变量、堆栈

链接脚本里，这两块区域会这样声明：

MEMORY {   FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 64K   RAM   (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 20K }

• ORIGIN：区域起始地址

• LENGTH：区域大小

• rx：可读可执行（Flash 里放代码，不给写权限，防止误操作）

• rwx：可读可写可执行（RAM）

💡 这也解释了为什么 STM32 的中断向量表必须从 0x08000000 开始——因为 CPU 上电复位后，硬件规定从这个地址取第一条指令。

---

三、代码「住」在哪个房间：常见的 Section

链接脚本第二部分是 SECTIONS，负责把编译产物的各个「段」分配到具体存储区域：

SECTIONS {   .isr_vector : { *(.isr_vector) } > FLASH   /* 中断向量表 */   .text       : { *(.text) }       > FLASH   /* 代码 */   .rodata     : { *(.rodata) }     > FLASH   /* const常量、字符串 */   .data : {     _sdata = .;     *(.data)     _edata = .;   } > RAM AT> FLASH                          /* 已初始化的全局变量 */   .bss : {     _sbss = .;     *(.bss)     _ebss = .;   } > RAM                                    /* 未初始化的全局变量 */ }

划重点，几个新手最容易懵的地方：

3.1 .data 段为什么有两个位置？

int g_count = 100; 这种带初值的全局变量，运行时必须在 RAM 里（因为要能被修改），但它的「初值 100」必须先保存在 Flash 里（因为断电 RAM 会清空）。

所以链接脚本用 > RAM AT> FLASH 表示：

• 运行地址在 RAM（VMA，Virtual Memory Address）

• 存储地址在 Flash（LMA，Load Memory Address）

启动文件（startup_stm32xxx.s）里那段「从 Flash 搬到 RAM」的代码，干的就是这件事：

// 伪代码，实际在汇编启动文件里 memcpy(&_sdata, &_sidata, &_edata - &_sdata);  // .data 从Flash拷贝到RAM memset(&_sbss, 0, &_ebss - &_sbss);            // .bss 清零

3.2 .bss 段为什么不占 Flash 空间？

int g_arr[1000];（未初始化）反正上电都要清零，Flash 里没必要存一堆 0 占地方，只需在 RAM 里预留位置即可。

这也是为什么有时候你定义了一个很大的全局数组，却「不影响 .bin 文件大小」——它只占用了 RAM，没占用 Flash。

⚠️ 反过来说：如果这个数组带了初值（int g_arr[1000] = {1};），那它就进了 .data，初值会老老实实占掉 4KB 的 Flash。这是排查 Flash 突然变大的常见原因。

---

四、栈和堆：谁「住」在 RAM 的哪头

一般链接脚本会这样安排 RAM 的堆栈：

._user_heap_stack : {   . = ALIGN(8);   PROVIDE ( end = . );   . = . + _Min_Heap_Size;   . = . + _Min_Stack_Size;   . = ALIGN(8); } > RAM

约定俗成的布局是：

低地址 ┌────────────┐        │ .data/.bss │        ├────────────┤        │    堆(Heap)│ ↓ 向高地址增长        │     ...    │        │  栈(Stack) │ ↑ 向低地址增长 高地址 └────────────┘

堆栈相向增长，一旦中间的「缓冲区」被耗尽——比如递归太深、局部数组开太大——两者就会「打架」，这正是栈溢出（Stack Overflow）、HardFault 死机的经典元凶之一。

🛠️ 排查 HardFault 时，除了看 SCB 寄存器，第一反应也应该去看看：是不是哪个函数里定义了超大的局部数组？

五、进阶实战：Bootloader + APP 双区跳转

这是链接技术最有「技术含量」的实战场景。做 OTA 升级、IAP 方案时，通常把 Flash 切成两块：

0x08000000 ───────── Bootloader（比如16KB） 0x08004000 ───────── APP 应用程序

APP 工程的链接脚本要改哪里？ 只需改一行——把 FLASH 的起始地址偏移：

MEMORY {   FLASH (rx) : ORIGIN = 0x08004000, LENGTH = 48K   /* 注意起始地址变了 */   RAM   (rwx): ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 20K }

同时 APP 代码里，需要在 main 最开始手动「重定位」中断向量表：

SCB->VTOR = 0x08004000;  // 告诉CPU：中断向量表挪到这里了

Bootloader 跳转到 APP 的核心代码：

typedef void (*pFunction)(void); uint32_t appStack = *(volatile uint32_t*)0x08004000;        // APP的栈顶指针 uint32_t appEntry = *(volatile uint32_t*)(0x08004000 + 4);  // APP的复位入口 __set_MSP(appStack);                    // 设置主栈指针 pFunction jump = (pFunction)appEntry; jump();                                  // 跳转执行APP

这里能看懂的前提，正是理解了 .isr_vector 段的结构——它的第一个字（4 字节）是栈顶地址，第二个字是复位中断服务函数地址，这是 Cortex-M 内核的硬性规定。

六、遇到链接报错怎么办？（速查表）

报错 / 现象	根因	排查方向
❌ region 'FLASH' overflowed by xxx bytes	代码/常量太大，超出 Flash 容量	检查是否关闭了优化（-O0 会让体积明显膨胀）、是否引入了不必要的大表/长字符串；确认带初值的大数组是不是误放进了 .data
❌ region 'RAM' overflowed	全局变量 + 堆栈总和超过 RAM 容量	重点排查大数组、printf 的缓冲与栈开销、_Min_Stack_Size 是否设得过大
❌ 运行跑飞、进 HardFault	.data/.bss 初始化没正常执行，或栈溢出	检查启动文件是否被裁剪、是否换了不匹配的链接脚本；确认 .ld 里的 _sidata/_sdata/_edata 符号与启动文件一致；检查栈是否溢出

---

七、高频问答（FAQ）

Q1：STM32 里为什么全局变量的初值断电后还在？

因为初值不在 RAM 里。带初值的全局变量（.data 段）运行时位于 RAM，但它的初值被链接脚本安排同时存放了一份在 Flash；上电后启动文件把这份初值 memcpy 进 RAM，所以每次上电都能「复原」。RAM 本身断电确实会丢数据。

Q2：.data 和 .bss 有什么区别？

.data 存已初始化的全局/静态变量，占 RAM 也占 Flash（初值要存）；.bss 存未初始化（或初值为 0）的全局/静态变量，只占 RAM，不占 Flash，上电时由启动文件统一清零。两者都可通过 _sdata/_edata、_sbss/_ebss 这几个符号定位。

Q3：什么是链接脚本（.ld 文件）？

链接脚本是给链接器看的「地址分配说明书」，由 MEMORY（芯片有哪些存储区域、各自起始地址和大小）和 SECTIONS（每一段代码和数据放在哪个区域、以什么顺序排列）两部分组成。它回答两个问题：芯片有哪些房间，每段代码和数据该住哪一间。

Q4：VMA 和 LMA 有什么区别？

VMA（Virtual Memory Address）是运行地址，程序跑起来时该段所处的地址；LMA（Load Memory Address）是加载地址，该段在烧录文件里的存放地址。.data 段 VMA 在 RAM、LMA 在 Flash，两者不同，所以上电时需要启动代码做一次拷贝。.text 段两者相同。

Q5：Bootloader 跳转到 APP 时，为什么必须设置 SCB->VTOR？

因为 Cortex-M 的中断向量表默认固定在 0x08000000（复位后的起始地址）。APP 被烧到 0x08004000 后，它自己的中断向量表也搬到了那儿，必须把 SCB->VTOR 指向 APP 向量表基址，否则 APP 里一进中断就会跳到 Bootloader 的向量表，直接跑飞。

Q6：想系统学嵌入式，底层原理要学到什么程度？

至少要把「编译 → 链接 → 启动 → 运行」这条链路走通：能看懂链接脚本的 MEMORY/SECTIONS 两段、能读 Map 文件定位 Flash/RAM 占用、能说清 .data 的 VMA/LMA 差异、能独立完成一次 Bootloader + APP 双区跳转并讲清每一步为什么这么做。这几件事恰好是嵌入式岗位面试最容易被追问的点。

Q7：嵌入式培训应该先学什么？

顺序上先打牢 C 语言与计算机组成（内存模型、栈与堆、指针），再进 MCU 外设（GPIO/中断/定时器/串口），然后补底层机制（编译链接过程、启动文件、链接脚本、Map 文件），最后用 Bootloader/IAP、RTOS 这类项目把知识串起来。跳过底层直接堆项目，换个芯片就会回到原点。

八、核心知识点复盘（可以直接抄进笔记）

1. 链接脚本（.ld）决定每个段落在芯片的哪个物理地址，包含 MEMORY 和 SECTIONS 两部分
2. int g_count = 100; → 运行时在 RAM（VMA），初值在 Flash（LMA），上电由启动文件搬运。
3. .bss 不占 Flash，只占 RAM；.data 两者都占。
4. _sdata / _edata / _sidata、_sbss / _ebss 是启动代码与链接脚本之间的「接头暗号」。
5. 中断向量表第一个字是栈顶地址，第二个字是复位入口——这是 Cortex-M 的硬性规定。
6. SCB->VTOR 是 Bootloader 跳转 APP 的必要一步。
7. 看 Map 文件能一眼定位 Flash/RAM 是被谁吃掉的。

---

九、金橙智能最较真的地方

链接脚本拆到底，就是回答两个问题：芯片有哪些房间（MEMORY），每段代码和数据该住哪一间（SECTIONS）。

看懂这两点，很多事就通了：Map 文件不再天书，Flash/RAM 溢出能秒定位，Bootloader 跳转心里有底。

但说句实在话，链接脚本这一页，多数工程师是被编译报错逼着才翻开的。被项目推着学，学到的是碎片；换个芯片、换个编译器，又回到原点。

这正是金橙智能做嵌入式培训最较真的地方。 链接脚本、启动文件、Map 文件这些底层机制，在金橙智能的课程里是必修基本功，每个学员都得能对着自己的项目讲清楚。

为什么这么较真？因为嵌入式岗位真正筛人的，是你有没有把原理吃透。调过几个库，没人记得住；能不能讲清它为什么这么工作，三句话就露底。

所以金橙智能带项目有一条硬规矩：每个项目做完，先过答辩，老师拿着你简历上写的每一条，逐条追问到你讲透为止。我们不做点灯速成，教的是能扛住追问、能独立排错的本事。

如果你正打算系统学嵌入式，或者已经在做、想把这些底层补扎实，欢迎来了解金橙智能。

代码能跑只是起点，讲得清原理才算入了门。希望下次编译报错时，你心里有的是底气，而不是玄学。

#STM32 #链接脚本 #嵌入式 #单片机 #Bootloader #IAP #启动文件 #嵌入式培训