bss,data,text,rodata,堆,栈,常量段

Posted 2020-12-09 idyllcheung

https://blog.csdn.net/OUYANG_LINUX007/article/details/7448814

//红色部分为问题部分

section 结构
SECTIONS {
...
secname start BLOCK(align) (NOLOAD) : AT ( ldadr )
  { contents } >region :phdr =fill
...
}
secname:段名
contents:决定哪些内容存放在此段
start:本段的连接地址（实际运行地址）
AT(ldadr):存储地址（加载的地址）

//例子U-Boot.lds代码（根据上面的section的介绍，虽能大体看懂，但是还是有些许疑惑）
SECTIONS
{
    . = 0x00000000;      // ?????此处对应section结构中哪个标识，我觉得应该是存储地址吧？？ 但却没有 AT 标识    
    . = ALIGN(4);        //此处应该是4字节对齐的意思,???? 但对应section结构中的哪个标志不是很明白
    .text      :            //此处应该是secname 段名
   {
         cpu/arm920t/start.o
        (.text)          //大括号，应该为contents段，指示该段存放的内容
        *(.text)
   }
   . = ALIGN(4);                    //以下类似
   .rodata : { *(.rodata) }
   . = ALIGN(4);
   .data : { *(.data) }
   . = ALIGN(4);
   .got : { *(.got) }
   . = .;

   __u_boot_cmd_start = .;
   .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }
   __u_boot_cmd_end = .;

   . = ALIGN(4);
   __bss_start = .;
   .bss : { *(.bss) }
   _end = .;
}
 

问题1，二进制文件不包含BSS段，那把BSS段放在哪
答：修改有1000个全局变量，难道要BIN里要存1000个0吗？在链接脚本里把BSS段组织在一起，记下它的起始地址、结束地址，重定位后把这块内存清0即可

问题2：全局变量不初始化的话默认初始化为零，干嘛还要手动清零
答：因为它是在BSS段的

bss段：

BSS段（bsssegment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。BSS是英文BlockStarted by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。

data段：

数据段（datasegment）通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。

text段：

代码段（codesegment/textsegment）通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读,某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。

rodata段：

存放C中的字符串和#define定义的常量

heap堆：

堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）

stack栈：

是用户存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量（但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量）。除此以外，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且待到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲，我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。

 

常量段：

常量段一般包含编译器产生的数据（与只读段包含用户定义的只读数据不同）。比如说由一个语句a=2+3编译器把2+3编译期就算出5，存成常量5在常量段中

 

一般情况下，一个程序本质上都是由 bss段、data段、text段三个组成的——本概念是当前的计算机程序设计中是很重要的一个基本概念。而且在嵌入式系统的设计中也非常重要，牵涉到嵌入式系统运行时的内存大小分配，存储单元占用空间大小的问题。

在采用段式内存管理的架构中（比如intel的80x86系统），bss段（Block Started by Symbol segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域，一般在初始化时bss 段部分将会清零（bss段属于静态内存分配，即程序一开始就将其清零了）。

比如，在C语言程序编译完成之后，已初始化的全局变量保存在.data 段中，未初始化的全局变量保存在.bss 段中。   

l          text和data段都在可执行文件中（在嵌入式系统里一般是固化在镜像文件中），由系统从可执行文件中加载；

l          而bss段不在可执行文件中，由系统初始化。

 

编译两个小程序如下：

程序1:

int ar[30000];
void main()
{

    ......

}

 

程序2:

int ar[300000] =  {1, 2, 3, 4, 5, 6 };
void main()
{

    ......

}

    发现程序2编译之后所得的.exe文件比程序1的要大得多。 为什么？

区别很明显，一个位于.bss段，而另一个位于.data段，两者的区别在于：

l          全局的未初始化变量存在于.bss段中，具体体现为一个占位符；全局的已初始化变量存于.data段中；

l          而函数内的自动变量都在栈上分配空间。

l          .bss是不占用.exe文件空间的，其内容由操作系统初始化（清零）；

l          而.data却需要占用，其内容由程序初始化，因此造成了上述情况。

 

注意：

l          bss段（未手动初始化的数据）并不给该段的数据分配空间，只是记录数据所需空间的大小。

l          data（已手动初始化的数据）段则为数据分配空间，数据保存在目标文件中。

l          DATA段包含经过初始化的全局变量以及它们的值。

l          BSS段的大小从可执行文件中得到，然后链接器得到这个大小的内存块，紧跟在数据段后面。当这个内存区进入程序的地址空间后全部清零。包含DATA和BSS段的整个区段此时通常称为数据区。
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