C.2#【数据段】—2.数据段data、bss、rodata_rodata段

1.1 data 段

用来存储已经初始化的全局变量，也属于静态内存分配区，会占用程序文件空间。

与bss相比，data就容易明白多了，它的名字就暗示着里面存放着数据。当然，如果数据全是零，为了优化考虑，编译器把它当作bss处理。通俗的说，data指那些初始化过（非零）的非const的全局变量。它有什么特点呢，我们还是来看看一个小程序的表现。
int data_array[1024 * 1024] = {1};

int main(int argc, char* argv[])
{
    return 0;
}

[root@localhost data]# gcc -g data.c -o data.exe
[root@localhost data]# ll
total 4112
-rw-r--r-- 1 root root      85 Jun 22 14:35 data.c
-rwxr-xr-x 1 root root 4200025 Jun 22 14:35 data.exe

仅仅是把初始化的值改为非零了，文件就变为4M多。由此可见，data类型的全局变量是即占文件空间，又占用运行时内存空间的。

1.2 bss 段

BSS(Block Started by Symbol)用来存储未初始化的全局变量和静态变量，全局变量或静态变量值为0或NULL（对于指针变量而言）的通常会被编译器认为未初始化，属于静态内存分配区，不会占用程序文件空间，不存储这些变量在外存上，但是还是会占用一部分空间，这些空间用来标识未初始化的变量大小、属性等信息.

BSS段（bsssegment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。

并不给该段的数据分配空间，只是记录数据所需要的空间大小。

它有什么特点呢，让我们来看看一个小程序的表现。
int bss_array[1024 * 1024] = {0};

int main(int argc, char* argv[])
{
    return 0;
}
[root@localhost bss]# gcc -g bss.c -o bss.exe
[root@localhost bss]# ll
total 12
-rw-r--r-- 1 root root   84 Jun 22 14:32 bss.c
-rwxr-xr-x 1 root root 5683 Jun 22 14:32 bss.exe

变量bss_array的大小为4M，而可执行文件的大小只有5K。 由此可见，bss类型的全局变量只占运行时的内存空间，而不占文件空间。

另外，大多数操作系统，在加载程序时，会把所有的bss全局变量全部清零，无需要你手工去清零。但为保证程序的可移植性，手工把这些变量初始化为0也是一个好习惯。

1.3 rodata 

rodata的意义同样明显，ro代表read only，即只读数据(const)。

关于rodata类型的数据，要注意以下几点：

• 常量不一定就放在rodata里，有的立即数直接编码在指令里，存放在代码段(.text)中。
• 对于字符串常量，编译器会自动去掉重复的字符串，保证一个字符串在一个可执行文件(EXE/SO)中只存在一份拷贝。
• rodata是在多个进程间是共享的，这可以提高空间利用率。
• 在有的嵌入式系统中，rodata放在ROM(如norflash)里，运行时直接读取ROM内存，无需要加载到RAM内存中。
• 在嵌入式linux系统中，通过一种叫作XIP（就地执行）的技术，也可以直接读取，而无需要加载到RAM内存中。

 由此可见，把在运行过程中不会改变的数据设为rodata类型的，是有很多好处的：在多个进程间共享，可以大大提高空间利用率，甚至不占用RAM空间。同时由于rodata在只读的内存页面(page)中，是受保护的，任何试图对它的修改都会被及时发现，这可以帮助提高程序的稳定性。

text段：

代码段（codesegment/textsegment）通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读,某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。

heap堆：

堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）

stack栈：

是用户存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧“{}”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。由于栈的先进先出特点，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。

常量段：

常量段一般包含编译器产生的数据（与只读段包含用户定义的只读数据不同）。比如说由一个语句a=2+3编译器把2+3编译期就算出5，存成常量5在常量段中

1.8.变量与关键字

static关键字

用途太多，以致于让新手模糊。不过，总结起来就有两种作用，改变生命期和限制作用域。如：
l         修饰inline函数：限制作用域
l         修饰普通函数：限制作用域
l         修饰局部变量：改变生命期
l         修饰全局变量：限制作用域

静态局部变量属于静态储存类别，在静态储存区内分配储存单元。在整个程序运行期间都不释放

const 关键字

倒是比较明了，用const修饰的变量放在rodata里，字符串默认就是常量。对const，注意以下几点就行了。
l         指针常量：指向的数据是常量。如 const char* p = “abc”; p指向的内容是常量 ，但p本身不是常量，你可以让p再指向”123”。
l         常量指针：指针本身是常量。如：char* const p = “abc”; p本身就是常量，你不能让p再指向”123”。
l         指针常量 + 常量指针：指针和指针指向的数据都是常量。const char* const p =”abc”; 两者都是常量，不能再修改。

violatile关键字

通常用来修饰多线程共享的全局变量和IO内存。告诉编译器，不要把此类变量优化到寄存器中，每次都要老老实实的从内存中读取，因为它们随时都可能变化。这个关键字可能比较生僻，但千万不要忘了它，否则一个错误让你调试好几天也得不到一点线索。

问题1，二进制文件不包含BSS段，那把BSS段放在哪 
答：修改有1000个全局变量，难道要BIN里要存1000个0吗？在链接脚本里把BSS段组织在一起，记下它的起始地址、结束地址，重定位后把这块内存清0即可

问题2：全局变量不初始化的话默认初始化为零，干嘛还要手动清零 
答：因为它是在BSS段的