c内存管理以及链接脚本

关于对c代码内存的一些理解

起因是在观看裸机开发教程中在汇编中引入了一个链接文件，教程中并未对其做出过多的解释，所以我就自己查看资料对c的内存管理有了进一步的理解，链接文件如下：

SECTIONS{
	. = 0X87800000;
	.text :
	{
		start.o
		main.o
		*(.text)
	}
	.rodata ALIGN(4) : {*(.rodata*)}
	.data ALIGN(4) : { *(.data) }
 __bss_start = .;
	.bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(COMMON) }
	__bss_end = .;
}

在这个文件里我们看到了.text,.rodata,.data,.bss我一开始看到这个觉得一头雾水（因为本人c语言基础较弱），首先是不知道这些段是干嘛的，其次是不知道编写这个所谓链接文件的目的，所以我就去网上查看资料，终于有了一些收获

链接文件的目的

我们在做开发时，不可能只有一个c文件，一定是很多文件共同配合组成一个项目，而每个文件都会编译成.o文件，所以需要通过链接器来将二进制数据有序组织起来，并且根据链接脚本中的指示为程序不同部分分配内存，我们知道了链接文件的用处，那么问题来了，我们刚刚那一段链接脚本的代码时干嘛的呢？

在知道那一段链接脚本是干嘛的之前，我们需要知道c语言代码在内存中的存放分区：

1. 栈区：这是一段由编译器自己分配并释放的内存，通常存放局部变量，形参，返回值（也就是自定义函数中的内容），所以几乎所有的函数调用都依赖与栈来实现，并且具有先进先出的规则
2. 堆区：堆区内存需要程序员手动申请并释放，自己分配的内存除非程序员手动释放否则永不释放（malloc，free）
3. 数据段和代码段：这一部分就和我们链接文件相关了
   • 在数据段中分为以下部分：
     • .bss段：这部分保存着未初始化的全局变量和静态局部变量，由于未初始化，所以会被系统自动初始化为0
     • .data段：保存已经初始化的全局变量和静态局部变量
     • .rodata段：只读数据段，存放着只读数据一般是程序里的只读变量（const修饰变量），字符串变量，常量数据
   • 代码段细分以下几个区域：
     • .text段：存放用户代码
     • .init段:存放系统初始化代码

有了上面3的解释再回去看上面代码就简单易懂了:

1. 首先通过. = 0X87800000;将起始地址置为0X87800000
2. 接着通过.text :{start.o main. *(.text) }设置.text段(也即是代码段)内容设置链接到开始位置的文件为start.o，因为 start.o 里面包含着第一个要执行的指令，所以一定要链接到最开始的地方。
3. 接着再通过.rodata ALIGN(4) : {(.rodata)}
   .data ALIGN(4) : { *(.data) }将rodata和data段放在代码段之后,而ALIGN(4) 这个关键字的作用是4字节对齐
4. 最后通过 __bss_start = .;
   .bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(COMMON) }
   __bss_end = .;设置bss段的起始和终止地址数据以及将bss段存放在data段后面

补:
关于局部变量,全局变量和静态变量:

1. 全局变量:定义在函数外的变量,作用范围是所有函数==当某函数的局部变量与全局变量同名时,全局变量在该函数中不起作用==

2. 局部变量:在函数内部定义的变量,有效范围仅限于函数内部==形参也是局部变量==

3. 静态变量:

   1. 局部静态变量:在局部变量前面加上static关键字,==使得局部变量由原来存储在栈内存变成存储在静态存储区==

      1. 生存周期:当static用来修饰局部变量的时候,他就改变了局部变量的存储位置.局部静态变量在离开作用域之后并没有被销毁,而是任驻留在内存中,直到程序结束例如:

         #include <stdio.h>
         
         void f(void)
         {
             static int b = 200; // 静态局部变量，退出整个程序之前不会释放
             printf("%d\n", b);
             b++; // b的值加1
         }
         int main(void)
         {
             f();
             f(); // b只会初始化一次，重复调用函数 f()，会使静态局部变量 b 的值不断增大
         
             return 0;
         }

   2. 全局静态变量:在全局变量之前加上关键字static，全局变量就被定义成为一个全局静态变量。

      1. 内存中的位置：静态存储区
      2. 初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0
      3. 作用域：全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的。准确地讲从定义之处开始到文件结尾。
      4. 定义全局静态变量的好处：
         • 不会被其他文件所访问，修改
         • 其他文件中可以使用相同名字的变量，不会发生冲突。

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