linux c內存模型


SECTIONS {
...
secname start BLOCK(align) (NOLOAD) : AT ( ldadr )
  { contents } >region :phdr =fill
...
}
secname:段名
contents:決定哪些內容存放在此段
start:本段的連接地址(實際運行地址)
AT(ldadr):存儲地址(加載的地址)

//例子U-Boot.lds代碼(根據上面的section的介紹,雖能大體看懂,但是還是有些許疑惑)
SECTIONS
{
    . = 0x00000000;      // ?????此處對應section結構中哪個標識,我覺得應該是存儲地址吧?? 但卻沒有 AT 標識    
    . = ALIGN(4);        //此處應該是4字節對齊的意思,???? 但對應section結構中的哪個標誌不是很明白

    .text      :            //此處應該是secname 段名
   {
         cpu/arm920t/start.o
        (.text)          //大括號,應該爲contents段,指示該段存放的內容
        *(.text)
   }
   . = ALIGN(4);                    //以下類似
   .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 = .;
}

 

問題1,二進制文件不包含BSS段,那把BSS段放在哪 
答:修改有1000個全局變量,難道要BIN裏要存1000個0嗎?在鏈接腳本里把BSS段組織在一起,記下它的起始地址、結束地址,重定位後把這塊內存清0即可

問題2:全局變量不初始化的話默認初始化爲零,幹嘛還要手動清零 
答:因爲它是在BSS段的

bss段:

BSS段(bsssegment)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BlockStarted by Symbol的簡稱。BSS段屬於靜態內存分配。

data段:

數據段(datasegment)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。數據段屬於靜態內存分配。

text段:

代碼段(codesegment/textsegment)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,並且內存區域通常屬於只讀,某些架構也允許代碼段爲可寫,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。

rodata

存放C中的字符串和#define定義的常量

heap堆:

堆是用於存放進程運行中被動態分配的內存段,它的大小並不固定,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)

stack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意味着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,並且待到調用結束後,函數的返回值也會被存放回棧中。由於棧的先進先出特點,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。

 

常量段:

常量段一般包含編譯器產生的數據(與只讀段包含用戶定義的只讀數據不同)。比如說由一個語句a=2+3編譯器把2+3編譯期就算出5,存成常量5在常量段中

 

一般情況下,一個程序本質上都是由 bss段、data段、text段三個組成的——本概念是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,存儲單元佔用空間大小的問題。

在採用段式內存管理的架構中(比如intel的80x86系統),bss段(Block Started by Symbol 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,一般在初始化時bss 段部分將會清零(bss段屬於靜態內存分配,即程序一開始就將其清零了)。

比如,在C語言程序編譯完成之後,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。   

l          text和data段都在可執行文件中(在嵌入式系統裏一般是固化在鏡像文件中),由系統從可執行文件中加載;

l          而bss段不在可執行文件中,由系統初始化

 

編譯兩個小程序如下:

程序1:

int ar[30000];
void main()
{

    ......

}

 

程序2:

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

    ......

}

    發現程序2編譯之後所得的.exe文件比程序1的要大得多。 爲什麼?

區別很明顯,一個位於.bss段,而另一個位於.data段,兩者的區別在於

l          全局的未初始化變量存在於.bss段中,具體體現爲一個佔位符;全局的已初始化變量存於.data段中;

l          而函數內的自動變量都在棧上分配空間。

l          .bss是不佔用.exe文件空間的,其內容由操作系統初始化(清零);

l          而.data卻需要佔用,其內容由程序初始化,因此造成了上述情況。

 

注意:

l          bss段(未手動初始化的數據)並不給該段的數據分配空間,只是記錄數據所需空間的大小。

l          data(已手動初始化的數據)段則爲數據分配空間,數據保存在目標文件中。

l          DATA段包含經過初始化的全局變量以及它們的值。

l          BSS段的大小從可執行文件中得到,然後鏈接器得到這個大小的內存塊,緊跟在數據段後面。當這個內存區進入程序的地址空間後全部清零。包含DATA和BSS段的整個區段此時通常稱爲數據區。

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