STM32——.bss .data .text 與Code, RO-data , RW-data, ZI-data的關(guān)系

核心就是RAM和ROM的作用和區(qū)別

1 .bss .data .text

1.1 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(nèi)存區(qū)域。

bss是英文Block Started by Symbol的簡稱。

bss段屬于靜態(tài)內(nèi)存分配。

1.2 data段：

數(shù)據(jù)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(nèi)存區(qū)域。

數(shù)據(jù)段屬于靜態(tài)內(nèi)存分配。

1.3 text段：

代碼段（code segment/text segment）通常是指用來存放程序執(zhí)行代碼的一塊內(nèi)存區(qū)域。

這部分區(qū)域的大小在程序運(yùn)行前就已經(jīng)確定，并且內(nèi)存區(qū)域通常屬于只讀(某些架構(gòu)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(shù)變量，例如字符串常量等。

程序本質(zhì)

一個程序本質(zhì)上都是由 bss段、data段、text段三個組成的。

這樣的概念，不知道最初來源于哪里的規(guī)定，但在當(dāng)前的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中是很重要的一個基本概念。

而且在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中也非常重要，牽涉到嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行時的內(nèi)存大小分配，存儲單元占用空間大小的問題。

在采用段式內(nèi)存管理的架構(gòu)中（比如intel的80x86系統(tǒng)），bss段通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量的一塊內(nèi)存區(qū)域，一般在初始化時bss 段部分將會清零。bss段屬于靜態(tài)內(nèi)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。

text和data段都在可執(zhí)行文件中（在嵌入式系統(tǒng)里一般是固化在鏡像文件中），由系統(tǒng)從可執(zhí)行文件中加載；

而==bss段不在可執(zhí)行文件中，由系統(tǒng)初始化，==全局的未初始化變量存在于.bss段中，具體體現(xiàn)為一個占位符；

全局的已初始化變量存于.data段中；而函數(shù)內(nèi)的自動變量都在棧上分配空間；.bss是不占用.exe文件空間的，其內(nèi)容由操作系統(tǒng)初始化（清零）；.data卻需要占用，其內(nèi)容由程序初始化。

bss段（未手動初始化的數(shù)據(jù)）并不給該段的數(shù)據(jù)分配空間，只是記錄數(shù)據(jù)所需空間的大小；

bss段的大小從可執(zhí)行文件中得到 ，然后鏈接器得到這個大小的內(nèi)存塊，緊跟在數(shù)據(jù)段后面。

data段（已手動初始化的數(shù)據(jù)）則為數(shù)據(jù)分配空間，數(shù)據(jù)保存在目標(biāo)文件中；data段包含經(jīng)過初始化的全局變量以及它們的值。

包含data段和bss段的整個區(qū)段此時通常稱為數(shù)據(jù)區(qū)。

2 Keil MDK中的Code, RO-data , RW-data, ZI-data

2.1 Code(inc.Data) :

包含兩部分，即代碼和數(shù)據(jù)

code，即程序代碼部分

-== inline data==. For example, literal pools(文字常量池), and short strings（短字符串）等. 這個一般被忽略，請大家注意?。?！

2.2 RO Data:

read-only data，只讀的數(shù)據(jù)

Shows how many bytes are occupied by read-only data. This is in addition to the inline data included in the Code (inc. data) column. 除inline data 之外的所有只讀數(shù)據(jù)。

2.3 RW Data:

read write data，可讀寫的數(shù)據(jù)

Shows how many bytes are occupied by read-write data.

2.4 ZI Data:

zero initialized data，零初始化的可讀寫變量

Shows how many bytes are occupied by zero-initialized data.

keil編譯器默認(rèn)是把你沒有初始化的變量都賦值一個0。初始化為零，或者未初始化的變量，都存儲于這個區(qū)域。

存儲Size:

RO size: Code + RO_data

RW size: RW_data + ZI_data

ROM （minimum）size = Code + RO_data + RW_data （即燒/下載程序到FLASH/ROM時，所占用的最小空間）

Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)這樣所寫的程序占用的ROM的字節(jié)總數(shù)，也就是說程序所下載到ROM flash 中的大小。

RAM size: RW Data + ZI Data (即程序運(yùn)行的時，RAM使用的空間)

為什么ROM(flash)中還要存RW，因?yàn)榈綦姾驲AM中所有數(shù)據(jù)都丟失了，每次上電RAM中的數(shù)據(jù)是被重新賦值的，每次這些固定的值就是存儲在ROM中的，

為什么不包含ZI段呢，是因?yàn)閆I數(shù)據(jù)都是0，沒必要包含，只要程序運(yùn)行之前將ZI數(shù)據(jù)所在的區(qū)域一律清零即可。包含進(jìn)去反而浪費(fèi)存儲空間。

3 例子

3.1 keil編譯輸出

linking...

Program Size: Code=30550 RO-data=762 RW-data=140 ZI-data=48436  

Code, RO-data,RW-data ............flash

RW-data, ZIdata...................RAM

3.2 MAP

初始化時RW-data從flash拷貝到RAM

生成的map文件位于list文件夾下 (KEIL)

    Total RO  Size (Code + RO Data)                31312 (  30.58kB)

    Total RW  Size (RW Data + ZI Data)             48576 (  47.44kB)

    Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)      31452 (  30.71kB)

C語言變量的存儲類別

內(nèi)存中供用戶使用的存儲空間分為代碼區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū)兩個部分。

變量存儲在數(shù)據(jù)區(qū)，數(shù)據(jù)區(qū)又可分為靜態(tài)存儲區(qū)與動態(tài)存儲區(qū)。

靜態(tài)存儲是指在程序運(yùn)行期間給變量分配固定存儲空間的方式。如全局變量存放在靜態(tài)存儲區(qū)中，程序運(yùn)行時分配空間，程序運(yùn)行完釋放。

動態(tài)存儲是指在程序運(yùn)行時根據(jù)實(shí)際需要動態(tài)分配存儲空間的方式。如形式參數(shù)存放在動態(tài)存儲區(qū)中，在函數(shù)調(diào)用時分配空間，調(diào)用完成釋放。

對于靜態(tài)存儲方式的變量可在編譯時初始化，默認(rèn)初值為O或空字符。

對動態(tài)存儲方式的變量如不賦初值，則它的值是一個不確定的值。

auto 存儲類指明符

用于說明具有局部作用域的變量，它表示變量具有局部（自動）生成期，但由于它是所有局部作用域變量說明的缺省存儲類指明符，所以使用得很 少。要注意的是，所有在函數(shù)內(nèi)部定義的變量都是局部變量，函數(shù)內(nèi)部定義的變量其作用域只在函數(shù)內(nèi)部。它的生存期為該函數(shù)運(yùn)行期間，一旦離開這個函數(shù)或這個 函數(shù)終止，局部變量也隨之消失。

register 存儲類指明符

當(dāng)聲明了這個指明符后，編譯程序?qū)⒈M可能地為該變量分配CPU內(nèi)部的寄存器作為變量的存儲單元，以加快運(yùn)行速度。注意，寄存器與存儲器是 不同的。寄存器一般在CPU內(nèi)部，而存儲器一般指外部的（比如內(nèi)存條），CPU內(nèi)部的寄存器其運(yùn)算速度是很高的。當(dāng)寄存器已分配完畢，就自動地分配一個外 部的內(nèi)存。它的作用等價于auto，也只能用于局部變量和函數(shù)的參量說明。

static 存儲類指明符

表示變量具有靜態(tài)生成期。static變量的的特點(diǎn)是它離開了其作用域后，其值不會消失。（即內(nèi)存一直被它占有，不會被釋放）

extern 存儲類指明符

一般用在工程文件中。在一個工程文件中因?yàn)橛卸鄠€程序文件，當(dāng)某一個變量在一個程序文件中定義了之后，如果在另一個程序文件中予以定義， 就會出現(xiàn)重復(fù)定義變量的錯誤。使用extern存儲類型指明符就可以指出在該文件外部已經(jīng)定義了這個變量。extern變量的作用域是整個程序。

動態(tài)數(shù)組和靜態(tài)數(shù)組

動態(tài)數(shù)組和靜態(tài)數(shù)組雖然在使用時看起來沒有什么差別，但他們實(shí)現(xiàn)是不一樣的。

反匯編看一下他們的代碼。

堆棧

堆（heap）：

堆是用于存放進(jìn)程運(yùn)行中被動態(tài)分配的內(nèi)存段，它的大小并不固定，可動態(tài)擴(kuò)張或縮減。

當(dāng)進(jìn)程調(diào)用malloc等函數(shù)分配內(nèi)存時，新分配的內(nèi)存就被動態(tài)添加到堆上（堆被擴(kuò)張）；

當(dāng)利用free等函數(shù)釋放內(nèi)存時，被釋放的內(nèi)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(chuàng)建的局部變量，

也就是說我們函數(shù)括弧“{}”中定義的變量（但不包括static聲明的變量，static意味著在數(shù)據(jù)段中存放變量）。

除此以外，在函數(shù)被調(diào)用時，其參數(shù)也會被壓入發(fā)起調(diào)用的進(jìn)程棧中，并且待到調(diào)用結(jié)束后，函數(shù)的返回值也會被存放回棧中。

由于棧的先進(jìn)先出(FIFO)特點(diǎn)，所以棧特別方便用來保存/恢復(fù)調(diào)用現(xiàn)場。

從這個意義上講，我們可以把堆?？闯梢粋€寄存、交換臨時數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)。

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