ARM編譯空間屬性

一般情況下，一個程序本質(zhì)上都是由 bss段、data段、text段三個組成的——本概念是當(dāng)前的計算機(jī)程序設(shè)計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。

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。

數(shù)據(jù)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。

代碼段：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。

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)。

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。

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。 data（已手動初始化的數(shù)據(jù)）段則為數(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。 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。當(dāng)這個內(nèi)存區(qū)進(jìn)入程序的地址空間后全部清零。包含DATA和BSS段的整個區(qū)段此時通常稱為數(shù)據(jù)區(qū)。

2. ARM的image屬性

ARM程序的組成
此處所說的“ARM程序”是指在ARM系統(tǒng)中正在執(zhí)行的程序，而非保存在ROM中的bin映像（image）文件，這一點(diǎn)清注意區(qū)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
Image文件包含了RO和RW數(shù)據(jù)。但不包含ZI數(shù)據(jù)，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。

燒錄到ROM中的image文件與實(shí)際運(yùn)行時的ARM程序之間并不是完全一樣的。因此就有必要了解ARM程序是如何從ROM中的image到達(dá)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的。
實(shí)際上，RO中的指令至少應(yīng)該有這樣的功能：
1.將RW從ROM中搬到RAM中，因?yàn)镽W是變量，變量不能存在ROM中。
2.將ZI所在的RAM區(qū)域全部清零，因?yàn)閆I區(qū)域并不在Image中，所以需要程序根據(jù)編譯器給出的ZI地址及大小來將相應(yīng)得RAM區(qū)域清零。ZI中也是變量，同理：變量不能存在ROM中在程序運(yùn)行的最初階段，RO中的指令完成了這兩項(xiàng)工作后C程序才能正常訪問變量。否則只能運(yùn)行不含變量的代碼。
ARMC中的指令以及常量被編譯后是RO類型數(shù)據(jù)。
ARMC中的未被初始化或初始化為0的變量編譯后是ZI類型數(shù)據(jù)。
ARMC中的已被初始化成非0值的變量編譯后市RW類型數(shù)據(jù)。

.text段是代碼段。它用來放程序代碼（code）。它通常是只讀的（程序代碼，編譯好了就確定了，不可能改來改去的嘛）。

.data段是數(shù)據(jù)段。它用來存放初始化了的（initailized）全局變量（global）和初始化了的靜態(tài)變量（static）。它是可讀可寫的。

.bss段是全局變量數(shù)據(jù)段。它用來存放未初始化的（uninitailized）全局變量（global）和未初始化的靜態(tài)變量（static）。它也是可讀可寫的。bss是英文Block Started by Symbol的縮寫。之所以把bss跟data分開來，是因?yàn)橄到y(tǒng)會為這些bss段的變量的初值清零。

.constdata段是常量數(shù)據(jù)段。它用來存放常量（const）。它也是只讀的。

源程序中使用malloc分配的內(nèi)存就是bss這一塊，它的大小不是根據(jù)data的大小確定的，主要是由程序中同時分配內(nèi)存最大值所確定的，不過如果超出了范圍，也就是分配失敗，可以等空間釋放之后再分配。

以上這些段，用戶可以非常靈活的定義其首地址和大小。但對大部分用戶來說，程序代碼區(qū)在ROM或FLASH中，可讀寫區(qū)域在SRAM或DRAM中?？紤]一下自己程序規(guī)模，函數(shù)調(diào)用規(guī)模，內(nèi)存使用大小，然后，參照一個連接定位文件，稍加修改就可以了

棧（stack）就是通常我們所說的堆棧。它用來保存函數(shù)的局部變量和參數(shù)。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧，是一種“后進(jìn)先出”（Last In First Out，LIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這意味著最后放到棧上的數(shù)據(jù)，將會是第一個從棧上移走的數(shù)據(jù)，對于哪些暫時存儲的信息，和不需要長時間保存的信息來說，LIFO這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常理想。在調(diào)用函數(shù)或過程后，系統(tǒng)通常會清除棧上保存的局部變量、函數(shù)調(diào)用信息及其它信息。棧的頂部通常在可讀寫的RAM區(qū)的最后，其地址空間通常“向下減少”，即當(dāng)棧上保存的數(shù)據(jù)越多，棧的地址就越小。

堆（heap）就是通常我們說的動態(tài)內(nèi)存分配。它用來管理動態(tài)內(nèi)存的。其操作方式跟數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆，是不同的。

在ARM的集成開發(fā)環(huán)境中，

1、只讀的代碼段稱為Code段，即上述的.text段。

2、只讀的常量數(shù)據(jù)段，被稱作RO Data段，即上述的.constdata段。

以上兩個段統(tǒng)稱為RO段（Read Only），放在ROM或FLASH等非易失性器件中。

3、可讀可寫的初始化了的全局變量和靜態(tài)變量段，被稱作RW Data段（ReadWrite)，即上述的.bss段。

4、可讀可寫的未初始化的全局變量和靜態(tài)變量段，被稱作ZI Data段（Zero Init），即上述的.data段。因?yàn)檫@個段里的變量要被初始化為零，所以叫ZI段。

以上兩個段統(tǒng)稱為RW段，而在運(yùn)行時，它必須重新裝載到可讀可寫的RAM中。