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编程问答

STM32——.bss .data .text 与Code, RO-data , RW-data, ZI-data的关系

發布時間:2024/3/24 编程问答 41 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 STM32——.bss .data .text 与Code, RO-data , RW-data, ZI-data的关系 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

核心就是RAM和ROM的作用和區別

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存區域。
bss是英文Block Started by Symbol的簡稱。
bss段屬于靜態內存分配。

1.2 data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。
數據段屬于靜態內存分配。

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,并且內存區域通常屬于只讀(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。

程序本質
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,不知道最初來源于哪里的規定,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段屬于靜態內存分配,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。
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,==全局的未初始化變量存在于.bss段中,具體體現為一個占位符;

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

bss段(未手動初始化的數據)并不給該段的數據分配空間,只是記錄數據所需空間的大小;
bss段的大小從可執行文件中得到 ,然后鏈接器得到這個大小的內存塊,緊跟在數據段后面。

data段(已手動初始化的數據)則為數據分配空間,數據保存在目標文件中;data段包含經過初始化的全局變量以及它們的值。

包含data段和bss段的整個區段此時通常稱為數據區。

2 Keil MDK中的Code, RO-data , RW-data, ZI-data
2.1 Code(inc.Data) :
包含兩部分,即代碼和數據

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,只讀的數據
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 之外的所有只讀數據。

2.3 RW Data:
read write data,可讀寫的數據
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,都存儲于這個區域。

存儲Size:

1 RO size: Code + RO_data 2 RW size: RW_data + ZI_data 3 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) 4 Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)這樣所寫的程序占用的ROM的字節總數,也就是說程序所下載到ROM flash 中的大小。5 RAM size: RW Data + ZI Data (即程序運行的時,RAM使用的空間)



為什么ROM(flash)中還要存RW,因為掉電后RAM中所有數據都丟失了,每次上電RAM中的數據是被重新賦值的,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。
3 例子
3.1 keil編譯輸出

1 linking... 2 Program Size: Code=30550 RO-data=762 RW-data=140 ZI-data=48436 1 Code, RO-data,RW-data ............flash 2 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)

1 Total RO ?Size (Code + RO Data) ? ? ? ? ? ? ? ?31312 ( ?30.58kB) 2 Total RW ?Size (RW Data + ZI Data) ? ? ? ? ? ? 48576 ( ?47.44kB) 3 Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data) ? ? ?31452 ( ?30.71kB)


C語言變量的存儲類別
內存中供用戶使用的存儲空間分為代碼區與數據區兩個部分。
變量存儲在數據區,數據區又可分為靜態存儲區與動態存儲區。

靜態存儲是指在程序運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存儲區中,程序運行時分配空間,程序運行完釋放。

動態存儲是指在程序運行時根據實際需要動態分配存儲空間的方式。如形式參數存放在動態存儲區中,在函數調用時分配空間,調用完成釋放。

對于靜態存儲方式的變量可在編譯時初始化,默認初值為O或空字符。

對動態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,所有在函數內部定義的變量都是局部變量,函數內部定義的變量其作用域只在函數內部。它的生存期為該函數運行期間,一旦離開這個函數或這個 函數終止,局部變量也隨之消失。

register 存儲類指明符
當聲明了這個指明符后,編譯程序將盡可能地為該變量分配CPU內部的寄存器作為變量的存儲單元,以加快運行速度。注意,寄存器與存儲器是 不同的。寄存器一般在CPU內部,而存儲器一般指外部的(比如內存條),CPU內部的寄存器其運算速度是很高的。當寄存器已分配完畢,就自動地分配一個外 部的內存。它的作用等價于auto,也只能用于局部變量和函數的參量說明。

static 存儲類指明符
表示變量具有靜態生成期。static變量的的特點是它離開了其作用域后,其值不會消失。(即內存一直被它占有,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為有多個程序文件,當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, 就會出現重復定義變量的錯誤。使用extern存儲類型指明符就可以指出在該文件外部已經定義了這個變量。extern變量的作用域是整個程序。

動態數組和靜態數組
動態數組和靜態數組雖然在使用時看起來沒有什么差別,但他們實現是不一樣的。
反匯編看一下他們的代碼。

數組類型? ? ? ? ? ?C/C++代碼?? ?匯編實現?? ?簡略說明
局部變量? ? ? ? ? ?a[7] = 0;?? ?MOV DWORD PTR SS:[EBP-C], 0?? ?采用EBP在堆棧定位變量[EBP - 28] a[0] … [EBP - 4] a[9]
靜態局部變量?? ?s_a[7] = 0;?? ?MOV DWORD PTR DS:[4C5E5C], 0?? ?靜態變量會被放到數據.data段中
全局變量? ? ? ? ? ?g_a[7] = 0;?? ?MOV DWORD PTR DS:[4C5E84], 0?? ?全局變量和靜態變量一樣,會被放到數據.data段中
數組指針(malloc)?? ?p1_a[7] = 0;?? ?MOV EAX, DWORD PTR SS:[EBP-2C] MOV DWORD PTR DS:[EAX+1C], 0?? ?對于數組指針,要進行兩次尋址 0x1C / 4 = 7
數組指針(new)?? ?p2_a[7] = 0;?? ?MOV EAX, DWORD PTR SS:[EBP-30] MOV DWORD PTR DS:[EAX+1C], 0?? ?同上
堆棧
堆(heap):
堆是用于存放進程運行中被動態分配的內存段,它的大小并不固定,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意味著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,并且待到調用結束后,函數的返回值也會被存放回棧中。
由于棧的先進先出(FIFO)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。
?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的STM32——.bss .data .text 与Code, RO-data , RW-data, ZI-data的关系的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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