程序存储空间（代码段、数据段、堆栈段）

分手后的思念是犯贱 2024-04-17 16:37 76阅读 0赞

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# 一、各个段的数据类型 #

.text: 代码段  
.data: 已初始化的全局变量，已初始化的静态变量。数组、结构体也是（它们也属于变量）。  
.rodata: const变量；字符串  
.bss: 未初始化或初始化为0的全局变量; 未初始化或初始化为0静态变量。数组、结构体也是（属于变量）。  
stack: 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。由于栈的先进后出特点，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。  
heap: 由程序员分配或释放

.bss不占用编译生成的.bin空间，.bin里边只有.text,.data,.rodata。  
.bss段会被清零，uboot在初始化时会清.bss段。  
堆栈里的变量是动态的，程序没运行时他们不存在。

# 二、代码示例 #

## C语言代码 ##

\#define STR "testt"  
int g\_a = 100; //数据段  
char \*p1; //bss段

void func2(int x)  
\{  
int a = 0;  
a += x;  
\}

void fun1(int x)  
\{  
int a = g\_a;  
func2(a);  
\}

main()  
\{  
int b; //栈  
char s\[\] = "abc"; //栈  
char \*p1; //栈  
char \*p2; //栈  
char \*p3 = "123456"; // 123456\\0在只读数据段，p3在栈上。  
static int c =0； //数据段  
char str1\[524\];  
  
//测试1  
b = g\_a;  
func1(b);

//测试2  
printf(STR);

//测试3  
my\_memset(str1, 0, sizeof(str1));  
  
//分配得来得10和20字节的区域就在堆区。  
p1 = (char \*)malloc(10);  
p2 = (char \*)malloc(20);

// 123456\\0放在只读数据段，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。  
strcpy(p1, "123456");  
\}

## 非重定位反汇编 ##

（cc没有加-fPIE或-fPIC选项，ld没有加-pie选项）  
00001814 : ( func1 )  
1818: ...  
181c: ... ldr r2, \[pc, \#12\] ; 1830  
1820: ...  ldr r0, \[r2\]  
...  
1830: 00003268 .word 0x00003268  
00001984 : ( main )  
1984: e92d4010 push \{r4, lr\}  
....

//测试1  
1988: e59f30b0 ldr r3, \[pc, \#172\] ; 1a3c  
198c: e1d300b0 ldr r0, \[r3\]  
1990: ... bl func1  
...

//测试2  
1998: ... ldr r2, \[pc, \#160\] ; 1a40  
199c: ...  ldr r0, \[r2\]   
19a0: ... bl printf  
19a4: ... sub sp, sp, \#532 ; 0x214 //这个数比524大一些，多出来的字节给其他函数使用  
...  
  
//测试3  
1a00: e28d0004 add r0, sp, \#4  
1a04: e3a01000 mov r1, \#0  
1a08: mov r2, \#524 ; 0x20c  
1a0c: bl db4 (my\_memset)  
...  
1a3c: 00003268 .word 0x00003268  
1a40: 0000326c .word 0x0000326c  
1a44: 00003274 .word 0x00003274  
1a48: 0602f800 .word 0x0602f800  
  
0x3268不在反汇编文件中，它在bin里边，没有把它反汇编出来（是否把它反汇编是可选的）。  
bin文件：  
...  
00003260h: xx xx xx xx xx xx xx xx 00 01 00 00 74 65 73 74  
00003270h: 74 00 00 00 ...  
...

重定位原理详见：[uboot的relocation原理详细分析][uboot_relocation]

## 重定位反汇编 ##

（cc加-fPIE或-fPIC选项，ld加-pie选项）  
部分反汇编：  
00001814 : ( func1 )  
1818: ...  
1820: ... ldr r2, \[pc, \#12\] ; 1830  
1824: ... add r2, pc, r2 ; r2 = 0x3268  
...  
182c: ... ldr r0, \[r2\]  
...  
1830: 00001a3c .word 0x00001a3c  
...  
00001970 : ( main )  
1974: e92d4010 push \{r4, lr\}  
....

//测试1  
197c: e59f30b0 ldr r3, \[pc, \#172\] ; 1a3c  
1980: ... add r3, pc, r3; r3 = 0x3268  
1984: ...  
1988: e1d300b0 ldr r0, \[r3\]  
1990: ... bl func1  
...

//测试2  
1994: ... ldr r2, \[pc, \#160\] ; 1a40  
1998: ... add r2, pc, r2 ; r2 = 0x326c  
199c: ...  
19a0: ... ldr r0, \[r2\]  
19a4: ... bl printf  
19a8: ... sub sp, sp, \#532 ; 0x214 //这个数比524大一些，多出来的字节给其他函数使用  
...  
  
//测试3  
1a00: e28d0004 add r0, sp, \#4  
1a04: e3a01000 mov r1, \#0  
1a08: mov r2, \#524 ; 0x20c  
1a0c: bl db4 (my\_memset)  
...  
1a3c: 000018e0 .word 0x000018e0  
1a40: 000018cc .word 0x000018cc  
1a44: 000018a0 .word 000018a0  
1a48: 0602f800 .word 0x0602f800  
  
0x3268不在反汇编文件中，它在bin里边，没有把它反汇编出来（是否把它反汇编是可选的）。  
bin文件：  
...  
00003260h: xx xx xx xx xx xx xx xx 00 01 00 00 74 65 73 74  
00003270h: 74 00 00 00 ...  
...

# 三、总结 #

1.每一个用到全局变量（包括数据段和只读数据段）或者宏（字符串之类的宏）的函数下边都会生成一个地址池，这个地址池是值的位置，最后会使用ldr指令取出值。  
注意：  
经过测试，未初始化的全局变量（bss段）也是这样操作的，本处不贴代码和分析过程了。  
宏定义的字符串是这样操作，如果是宏定义的整型数字之类的，例如 : \#define MACRO\_TEST 30，  
则在编译时会直接进行宏替换。

[IT_-CSDN]: https://knife.blog.csdn.net/article/details/100124755
[uboot_relocation]: https://blog.csdn.net/skyflying2012/article/details/37660265