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MCU程序段的分类

ds 2025/8/10 21:13:26

程序的下载（烧录到存储器中）通常是按照程序文件分段（Code段、RO_data段、RW_data段、ZI_data段）的方式存储的，但运行时内存的布局会按照程序进程分段（TEXT段、DATA段、BSS段、堆栈段）进行组织。以下是具体分析：

1. 下载时的存储方式（文件分段）

程序在编译链接后生成的二进制文件（如ELF、Hex、Bin等）是按文件分段存储的，主要包括：

Code段：存储机器指令（代码）。
RO_data段：存储只读常量（如字符串常量、const变量）。
RW_data段：存储已初始化且非零的全局/静态变量。
ZI_data段：存储未初始化或初始化为零的全局/静态变量（实际下载时可能不占用空间，仅记录大小）。

下载时的特点：

文件中的ZI_data段通常不会直接存储零值数据，而是通过链接脚本记录其大小，运行时由启动代码（如startup.s）在内存中初始化为零。
下载到Flash/ROM时，仅包含Code、RO_data和RW_data的初始值，ZI_data仅保留大小信息。

2. 运行时的内存布局（进程分段）

程序运行时，会根据进程分段加载到内存中：

TEXT段：对应文件中的Code段和RO_data段，通常加载到只读内存（如Flash或ROM）。
DATA段：对应文件中的RW_data段，需从Flash拷贝到可读写内存（如RAM），因为运行时可能需要修改这些变量。
BSS段：对应文件中的ZI_data段，由启动代码在RAM中初始化为零。
HEAP和STACK：在运行时动态分配，不占用下载文件空间。

关键区别：

RW_data段在文件中存储初始值，但运行时需要复制到RAM的DATA段（因为Flash不可写）。
ZI_data段在文件中仅记录大小，运行时在RAM的BSS段中分配并清零。

3. 为什么下载按文件分段？

存储效率：Flash/ROM空间有限，避免存储全零的ZI_data数据。
执行效率：启动时只需从Flash中拷贝RW_data的初始值到RAM，并快速清零BSS段。

4. 链接脚本的作用

链接脚本（如ld文件）会明确指定：

哪些段属于Flash（Code、RO_data、RW_data的初始值）。
哪些段属于RAM（RW_data的运行地址、BSS段的分配）。

示例链接脚本片段：

MEMORY {FLASH (rx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 256KRAM (rwx)  : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 64K
}SECTIONS {.text : { *(.text*) } > FLASH      /* Code段 */.rodata : { *(.rodata*) } > FLASH  /* RO_data段 */.data : { *(.data*) } > RAM AT > FLASH  /* RW_data段：RAM中运行，Flash中存储初始值 */.bss : { *(.bss*) } > RAM         /* ZI_data段 */
}