关于嵌入式系统内存地址空间的一些疑问（.text、.data、.bass、堆\栈空间）

深入浅出了解（.text、.data、.bss、堆空间、栈空间）的含义

接下来所说的是嵌入式系统的内存地址空间的布局，简单的说就是我们写好的代码，在编译过程种中，把代码里不同的变量、函数相应的保存在每个段中（.text、.data、.bss）,至于堆空间、栈空间是代码在芯片上运行时才存在的。

.text：代码段。包含了操作系统和应用程序的所有代码。

.data：数据段。存放了操作系统和应用程序当中所有带有初始值的全局变量。

.bss：bss段。存放了操作系统和应用程序当中所有未带初始化的全局变量。

堆空间：动态分配的内存空间。在系统运行时，可以通过malloc/free之类的函数来申请或者释放一段连续的内存空间

栈空间：保存运行上下文以及函数调用时的局部变量和形参。

那么问题1，什么样的数据会保存在.text段里？.data段？.bss段？栈空间？堆空间？

答：下面举例说明：

unsigned char gvCh;//全局变量，没有初值，放在.bss段中
unsigned short gvShort;// 全局变量，没有初值，放在.bss段中
unsigned int gvInt = 0x12345678;//全局变量，有初值，放在.data段中
unsigned long gvLong = 0x87654321; //全局变量，有初值，放在.data段中int main(void)//main函数在经过编译以后得到的机器代码，存放在.text代码段当中
{unsigned char arry[10],*p;//局部变量，存放在栈当中p = malloc(10*sizeof(char));//p指针变量指向的空间，存放在堆当中while(1);
}

补充：上面定义的全局变量没有在代码上引用，这里只是举例，如果在实际应用中，它们会被编译器优化掉，那么它们根本就不会占用内存空间。

问题2，上面的例子可能只是给你解开了一部分疑惑，如果用上变量修饰词static、const，那么它们又是怎么存储的呢？

答：下面举例说明：

static unsigned char gvCh;//全局变量，只能在本文件内引用，没有初值，放在.bss段中
const unsigned short gvShort;//全局变量，不可修改(只读)，放在.data段中。实际不会定义无初值的const变量
static unsigned int gvInt = 0x12345678;//全局变量，只能在本文件内引用，有初值，放在.data段中
const unsigned long gvLong = 0x87654321;//全局变量，不可修改(只读)，放在.data段中。int main(void)
{static unsigned char lvCh;//加上static的局部变量，只能在本函数内引用，函数结束回时不会消失，没有初值，放在.bss段中const unsigned short lvShort;//加上const的局部变量，不可修改(只读)，放在.data段中。实际不会定义无初值的const变量static unsigned int lvInt = 0x12345678;//加上static的局部变量，只能在本函数内引用，函数结束回时不会消失，有初值，放在.data段中const unsigned long lvLong = 0x87654321//加上const局部变量，不可修改（只读），放在.data段中while(1);
}

总结，如果变量加上const，不管是全局变量还是局部变量，不管有没有初值，都保存在.data段。如果变量加上static，不会影响变量所保存的段，static的作用是改变变量的作用域。

问题3，我们了解完怎么样的变量该保存到什么段，或许还会有疑惑，.data段的数据和.bss段的数据有什么区别？把数据这么区分出来的作用是什么？

答：原因其实很简单，就是为了节省编译出来的bin文件占用的内存大小。.data段变量的值会记录在bin二进制文件中，而.bss记录的是变量的起始地址和大小，在程序运行时初始化为零。下举例说明：

unsigned char gvCh_init[3] = {1,2,3}; //.data段，如果数组增大100字节，那么bin文件大小会也会随之增大
unsigned char gvCh_no_init[3];//.bss段，如果数组增大为100字节，那么bin文件大小不会发生变化，在bin文件里只是记录这个数组的起始地址和大小，当程序运行时自动把它的值清零。

问题4，unsigned chat gvCh[100] ={0};算不算给数组gvCh设置了初值而被保存在.data段，将占用bin文件大小？

答：在IAR编译器里，unsigned chat gvCh[100] ={0}等同于unsigned chat gvCh[100]，保存于.bss段。

问题5，我们知道在芯片上有ROM存储器和RAM存储器，在程序bin文件烧录到芯片上时，不同的段会如何存在于在ROM和RAM里呢？

答：没有一一对应的关系。因为我可以把bin文件烧录到flash(ROM)里面运行，也可以把它烧录到RAM里面运行（调试时会这么做）。

通常地，我们会把编译好的程序烧录到flash(ROM)里面去，芯片掉电时不会消失；对于RAM存储器来说，只有芯片上电代码运行起来，才会被分配使用（栈/堆就是在RAM开辟的）。

问题6，代码中的变量会以什么样的规则存在于ROM存储器和RAM存储器里？

答：主要根据变量在运行时是否可修改，下面举例说明：

unsigned char gvCh;可读写，存放在RAM（无初始值，.bss段）
unsigned int gvInt = 0x12345678;//可读写，存放在RAM（有初始值，.data段）
const unsigned long gvLong = 0x87654321; //只读，存放在ROMint main1(void)//main函数在经过编译以后得到的机器代码，不可修改，存放ROM
{unsigned char arry[10],*p;//可读写，存放在栈当中,也就是在RAM中p = malloc(10*sizeof(char));//p指针变量指向的空间，存放在堆当中，也就是在RAM中while(1);
}

有初始值、并且可读写的全局变量gvInt存放在RAM，但我们知道在RAM的数据掉电会丢失，其实它的初始值0x12345678一开始保存在flash（ROM）里，在芯片上电时，会将初始值复制到RAM里的gvInt变量(它所在RAM的地址在编译后已经确定)。可能我们会疑惑，自己的代码明明没有写给gvInt变量赋值的过程，这一部分代码并不需要我们做。芯片上电就会进入Reset_Handler中断，打开.s启动文件，我们可以发现在Reset_Handler中断里，调用了SystemInit函数，然后再调用了_main(IAR编译器的话是__iar_program_start)函数，在_main函数会进行RW data的复制，和.bss段的初始化，以及C库函数的初始化（比如malloc函数需要初始化才能使用），进而调用main函数进入我们的代码区域。

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