BSS段为什么需要初始化

r囧r小猫 2022-08-10 13:53 180阅读 0赞

文章来自博客：http://www.cnblogs.com/amanlikethis/p/3384743.html

我们都知道bss段需要初始化，但是这是为什么呢？

通过浏览资料，我们都会发现，bss段是不会出现在程序下载文件（\*.bin \*.hex）中的，因为全都是0。如果把它们出现在程序下载文件中，会增加程序下载文件的大小。实际应用中，通常只需要把bss段的起始地址和结束地址保存起来，而不需要将程序下载文件中出现bss段（一堆0）将来真正运行程序的时候，再根据这两个数据进行bss段的初始化就行了。

以上这段文字是网上的资料说的。但是，我可不可以让bss段出现在程序下载文件中呢？如果这样可以的话，当程序由存储器（例如nandflash）拷贝到内存中时，捎带着会把bss段像data段那样初始化。

实际上是可以这样做的。请看下边的两个链接脚本。

链接脚本一：

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SECTIONS \{  
    . =  0x00000000;  
    .init : AT( 0)\{ head.o init.o nand.o\}  
    . =  0x30000000;  
    .text : AT( 4096) \{ \*(.text) \}  
    .rodata ALIGN( 4) : AT((LOADADDR(.text)+SIZEOF(.text)+ 3)&~( 0x03)) \{\*(.rodata\*)\}   
    .data ALIGN( 4)   : AT((LOADADDR(.rodata)+SIZEOF(.rodata)+ 3)&~( 0x03)) \{ \*(.data) \}  
    \_\_bss\_start = .;  
    .bss ALIGN( 4)  : \{ \*(.bss)  \*(COMMON) \}  
    \_\_bss\_end = .;  
\}

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链接脚本二：

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SECTIONS \{  
    . =  0x00000000;  
    .init : AT( 0)\{ head.o init.o nand.o\}  
    . =  0x30000000;  
    .text : AT( 4096) \{ \*(.text) \}  
    .rodata ALIGN( 4) : AT((LOADADDR(.text)+SIZEOF(.text)+ 3)&~( 0x03)) \{\*(.rodata\*)\}   
    .bss ALIGN( 4)  : AT((LOADADDR(.rodata)+SIZEOF(.rodata)+ 3)&~( 0x03))\{ \*(.bss) \}  
    .data ALIGN( 4) : AT((LOADADDR(.bss)+SIZEOF(.bss)+ 3)&~( 0x03)) \{ \*(.data) \}  
\}

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链接脚本一，把bss段放在最后边，arm-linux-gcc编译器默认的会把bss段给忽略掉，也即不会让bss段出现在程序下载文件中（可以通过Jlink软件查看编译后的bin文件）。这种链接脚本也是我们通常见到的方式。

链接脚本二，把bss段放在了rodata段和data段中间，这个时候，arm-linux-gcc编译器并不会把bss段在程序下载文件中删除，也即会把bss段保留下来，最终出现在程序下载文件中。我考虑原因可能是这样的：编译后的地址rodata段、bss段、data段是连续的，也即程序运行时这几个段是连续的；倘若把bss段在程序下载文件中删除，那么程序下载文件中rodata段后边紧接着的是data段；这就要求程序的这两个段需要分别处理，而不能一次性将它们连续拷贝过去。

链接脚本二的方法可以让bss段出现在程序下载文件中。但是，通常都不会这样做，这里之所以这样深钻，只不过是在探究bss段初始化的必要性。我们通常采用的链接脚本一，由于最终程序下载文件中没有bss段，所以必须在应用程序运行前，根据bss段的起始地址和结束地址将bss段初始化。

下边，着重讲一下链接脚本中与初始化bss段相关的几句话。

（ 1） \_\_bss\_start = .;  
    （ 2）.bss ALIGN( 4)  : \{ \*(.bss)  \*(COMMON) \}  
    （ 3）\_\_bss\_end = .;

这里，实际上句（1）是在bss段的起始地址处定义了一个int类型的全局变量\_\_bss\_start。虽然，bss段的起始地址处肯定是一个未初始化的全局变量，但是这里算是编译器又在这个位置上又重新定义了一个全局变量。就是说，一个地址有两个名字，它们都能访问这个地址空间。句（3）的解释同句（1）。

接着我们再看一下用C语言写的初始化bss段的程序。

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（ 1） void clean\_bss( void)  
（ 2）\{  
（ 3）    extern  int \_\_bss\_start, \_\_bss\_end;  
（ 4）    int \*p = &\_\_bss\_start;  
（ 5）   
（ 6）    for (; p < &\_\_bss\_end; p++)  
（ 7）     \*p =  0;  
（ 8）\}

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首先，句（3）对编译器产生的两个全局变量进行声明。句（4）通过\_\_bss\_start取出bss段的起始地址，句（6）通过\_\_bss\_end取出bss段的结束地址。

[copycode.gif]: /images/20220810/2a0a6249c428457e82fa8a2de5a1449c.png