BSS段 data段 text段 堆heap 和 棧stack


BSS段:BSS段(bss segment)通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量的一塊內存區域。BSS是英文Block Started by Symbol的簡稱。BSS段屬於靜態內存分配。 
  
數據段:數據段(data segment)通常是指用來存放程序中已初始化的全局變量的一塊內存區域。數據段屬於靜態內存分配。 
  
代碼段:代碼段(code segment/text segment)通常是指用來存放程序執行代碼的一塊內存區域。這部分區域的大小在程序運行前就已經確定,並且內存區域通常屬於只讀, 某些架構也允許代碼段為可寫,即允許修改程序。在代碼段中,也有可能包含一些只讀的常數變量,例如字符串常量等。 
  
堆(heap):堆是用於存放進程運行中被動態分配的內存段,它的大小並不固定,可動態擴張或縮減。當進程調用malloc等函數分配內存時,新分配的內存就被動態添加到堆上(堆被擴張);當利用free等函數釋放內存時,被釋放的內存從堆中被剔除(堆被縮減) 
  
棧(stack):棧又稱堆棧,是用戶存放程序臨時創建的局部變量,也就是說我們函數括弧“{}”中定義的變量(但不包括static聲明的變量,static意味着在數據段中存放變量)。除此以外,在函數被調用時,其參數也會被壓入發起調用的進程棧中,並且待到調用結束后,函數的返回值也會被存放回棧中。由於棧的先進先出特點,所以棧特別方便用來保存/恢復調用現場。從這個意義上講,我們可以把堆棧看成一個寄存、交換臨時數據的內存區。 


一個程序本質上都是由 bss段、data段、text段三個組成的。

這樣的概念,不知道最初來源於哪里的規定,但在當前的計算機程序設計中是很重要的一個基本概念。而且在嵌入式系統的設計中也非常重要,牽涉到嵌入式系統運行時的內存大小分配,存儲單元占用空間大小的問題。

    在采用段式內存管理的架構中(比如intel的80x86系統),bss段(Block Started by Symbol segment)通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量的一塊內存區域,一般在初始化時bss 段部分將會清零。bss段屬於靜態內存分配,即程序一開始就將其清零了。

    比如,在C語言之類的程序編譯完成之后,已初始化的全局變量保存在.data 段中,未初始化的全局變量保存在.bss 段中。
    在《Programming ground up》里對.bss的解釋為:There is another section called the .bss. This section is like the data section, except that it doesn’t take up space in the executable.
    text和data段都在可執行文件中(在嵌入式系統里一般是固化在鏡像文件中),由系統從可執行文件中加載;而bss段不在可執行文件中,由系統初始化。

 
 

1 前言

    一直以來對於ARM體系中所描述的RO,RW和ZI數據存在似是而非的理解,這段時間對其仔細了解了一番,發現了一些規律,理解了一些以前書本上有的但是不理解的東西,我想應該有不少人也有和我同樣的困惑,因此將我的一些關於RO,RW和ZI的理解寫出來,希望能對大家有所幫助。
    要了解RO,RW和ZI需要首先了解以下知識。

2 ARM程序的組成

    此處所說的“ARM程序”是指在ARM系統中正在執行的程序,而非保存在ROM中的bin映像(image)文件,這一點清注意區別。
             一個ARM程序包含3部分:RO,RW和ZI
             RO是程序中的指令和常量
             RW是程序中的已初始化變量
             ZI是程序中的未初始化的變量


             由以上3點說明可以理解為:
             RO就是readonly,
             RW就是read/write,
             ZI就是zero

3 ARM映像文件的組成

   所謂ARM映像文件就是指燒錄到ROM中的bin文件,也成為image文件。以下用Image文件來稱呼它。
            Image文件包含了RO和RW數據。
            之所以Image文件不包含ZI數據,是因為ZI數據都是0,沒必要包含,只要程序運行之前將ZI數據所在的區域一律清零即可。包含進去反而浪費存儲空間。
            Q:為什么Image中必須包含RO和RW?
            A:因為RO中的指令和常量以及RW中初始化過的變量是不能像ZI那樣“無中生有”的。

4 ARM程序的執行過程

    從以上兩點可以知道,燒錄到ROM中的image文件與實際運行時的ARM程序之間並不是完全一樣的。因此就有必要了解ARM程序是如何從ROM中的image到達實際運行狀態的。
            實際上,RO中的指令至少應該有這樣的功能:
            1. 將RW從ROM中搬到RAM中,因為RW是變量,變量不能存在ROM中。
            2. 將ZI所在的RAM區域全部清零,因為ZI區域並不在Image中,所以需要程序根據編譯器給出的ZI地址及大小來將相應得RAM區域清零。ZI中也是變量,同理:變量不能存在ROM中
            在程序運行的最初階段,RO中的指令完成了這兩項工作后C程序才能正常訪問變量。否則只能運行不含變量的代碼。


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