STM32中GNU linker生成段(program header)地址与执行代码地址不一致问题

问题背景 #

为实现Bootloader功能，尝试将STM32可执行代码生成在默认地址0x8000000以外的位置，使用STM32CubeIDE 1.11.2版本，工具链为GCC 10.3.1（GNU Tools for STM32 10.3-2021.10.20211105-1100）。

修改链接脚本中的FLASH起始地址为0x8003800：

/* Memories definition */
MEMORY
{
  RAM    (xrw)    : ORIGIN = 0x20000000,   LENGTH = 144K
  FLASH    (rx)    : ORIGIN = 0x8003800,   LENGTH = 512K
}

编译正常，但通过arm-none-eabi-objdump查看发现：所有符号和执行代码地址正确，但ELF文件的program header地址仍为0x8000000，而非0x8003800。该program header的P_OFFSET=0、P_ADDR=0x8000000、P_FILESZ=0x000039c4，会导致烧录工具将ELF文件偏移0处的内容（含ELF头）烧录到STM32的0x8000000地址，覆盖原有Bootloader，同时0x8003800地址前会被写入无效内容。

问题 #

1. 上述操作是否存在错误？
2. 如何生成可烧录到指定地址且不会覆盖已有镜像（如Bootloader）的纯二进制镜像？

解答 #

1. 操作中的错误点 #

• 链接脚本修改不完整：仅修改MEMORY区块的FLASH起始地址是不够的，还需要检查链接脚本中SECTIONS部分的配置，确保*.text、.rodata等代码/只读数据段的起始地址*与MEMORY中定义的0x8003800对齐。部分默认链接脚本会在SECTIONS里硬编码FLASH起始地址，而非引用MEMORY的定义，这会导致program header仍使用旧地址。
• 未明确指定程序段加载地址：GCC链接时，若未强制指定程序段的加载基地址，可能会沿用默认的0x8000000。需要确保链接脚本中SECTIONS里的.text等段的AT属性（加载地址）与运行地址一致，或者通过链接参数-Ttext=0x8003800强制指定。

2. 生成指定地址的纯二进制镜像方法 #

方法一：使用arm-none-eabi-objcopy手动生成

编译完成后，通过以下命令从ELF文件提取有效代码段，生成纯二进制镜像：

arm-none-eabi-objcopy -O binary -j .text -j .rodata -j .data your_project.elf your_project.bin

• -O binary：指定输出格式为纯二进制
• -j：仅保留指定的有效段（可根据项目需求添加/删除段，比如.bss无需包含，会在启动时初始化）
• 生成的.bin文件可直接通过烧录工具指定目标地址0x8003800烧录，不会覆盖0x8000000处的Bootloader。

方法二：在STM32CubeIDE中配置自动生成

1. 打开项目属性，进入C/C++ Build > Settings > Tool Settings > MCU Post build outputs
2. 勾选Convert to binary file using objcopy
3. 在objcopy flags中添加参数：-O binary -j .text -j .rodata -j .data
4. 重新编译后，IDE会自动在输出目录生成对应的.bin文件，烧录时指定目标地址为0x8003800即可。

方法三：修正链接脚本确保ELF程序段地址正确

修改链接脚本的SECTIONS部分，确保所有FLASH相关段的起始地址指向0x8003800，示例：

SECTIONS
{
  .isr_vector :
  {
    . = ALIGN(4);
    KEEP(*(.isr_vector)) /* 中断向量表 */
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH

  .text :
  {
    . = ALIGN(4);
    *(.text)           /* 代码段 */
    *(.text*)          /* 扩展代码段 */
    *(.glue_7)         /* ARM与Thumb代码衔接段 */
    *(.glue_7t)        /* Thumb与ARM代码衔接段 */
    *(.eh_frame)

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

    . = ALIGN(4);
    _etext = .;        /* 代码段结束标记 */
  } >FLASH

  /* .rodata、.data等其他FLASH相关段同理，确保都关联到FLASH区块 */
}

修改后重新编译，ELF的program header地址会与MEMORY定义一致，但仍建议使用纯二进制镜像烧录，避免ELF头带来的潜在干扰。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者yo3hcv