内存的中段

一个程序本质上都是由 bss段、data段、text段三个组成的(错,很有很多,具体参考ELF格式资料)。这样的概念,不知道最初来源于哪里的规定,但 在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。

BSS段:BSS段(bss 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。BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配,特点是可读写的,在程序执行之前BSS段会自动清0。所以,未初始的全局变量在程序执行之前已经成0了。。BSS节不包含任何数据,只是简单的维护开始和结束的地址,以便内存区能在运行时被有效地清零。BSS节在应用程序的二进制映象文件中并不存在。如果在嵌入式里,很可能没加载器,你的程序是直接由bootload程序加载到内存的。这个时候,bss区域是否被清0,要看写bootload代码的人了。因为这种bootload通常要自己写的。 
    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语言之类的程序编译完成之后,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。
在《Programming ground up》里对.bss的解释为: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;而bss段不在可执行文件中,由系统初始化。
.bss 
This section holds uninitialized data that contribute to the program’s memory image. By
definition, the system initializes the data with zeros when the program begins to run. The
section occupies no file space, as indicated by the section type, SHT_NOBITS.

数据段:数据段(data segment)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。

代码段:代码段(code segment/text segment)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。代码段是存放了程序代码的数据,假如机器中有数个进程运行相同的一个程序,那么它们就可以使用同一个代码段。

堆(heap):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)

栈(stack):栈又称堆栈,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。
    
ld 时把所有的目标文件的代码段组合成一个代码段,把所有的数据段组合成一个数据段。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;而bss段不在可执行文件中,由系统初始化。

UNIX下可使用size命令查看可执行文件的段大小信息。如size a.out。


典型的存储器安排:

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高地址  |         栈          |

              |                       |

              |          堆         |

              |                       |

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              |       .bss        |

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              |        .data      |

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              |        .text        |

 低地址 |-----------------|


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