汇编器部分指令用于什么？

Question

我正在努力学习 ARM 汇编。

写完这个Hello World小程序后：

                .global _start

                .text
_start:         ldr     R1,=msgtxt      
                mov     R2,#13          
                mov     R0,#1           
                mov     R7,#4           
                svc     0               

                mov     R7,#1           
                svc     0               


                .data
msgtxt:         .ascii  "Hello World!\n"

                .end

我注意到我可以删除 .text 和 .data 指令，程序也可以正常工作。

因此我很好奇：我读到的所有内容都强调了 .text 部分将用于代码和 .data 用于数据的事实。但在这里，在我的眼前，他们似乎什么都不做！

因此，如果它们不分别用于保存代码和数据，它们的真正目的是什么？

Answer 1

这些类型的指令取决于您构建程序的架构，它们会选择将哪个内存部分分配给随后的任何代码或数据。最后，一切都只是一串字节。程序编译完成后，符号/标签将根据它们所在的部分分配不同的内存地址。

.text 通常分配在只读内存段中，最适用于预计不会更改的代码。

.data 通常是内存的可写部分。我相信如果不希望更改（或者架构可能具有类似的只读段），将您的字符串放在代码数据旁边的.text 中是很常见的。我想说.data 部分甚至避免大部分时间。为什么？因为.data 部分需要初始化——在程序启动时从程序二进制文件复制到内存中。您的程序引用的大多数数据都可以是只读的，并且它们操作所需的任何内存通常只分配给.bss 段，该段分配了一段未初始化的内存。

在同一段中混合代码和数据有一些优点，例如可以通过与 PC 寄存器的相对偏移量（正在执行的代码的地址）轻松访问数据的地址。当然也有缺点，如果你试图修改只读内存，你最终会被忽略，并且程序可能会触发异常并崩溃。所有这些都非常特定于架构，最安全的选择是将代码保留在用于代码的段中，并将数据/分配保留在用于数据的段中。

这完全取决于您的计划所针对的目标。例如，Game Boy Advance 有一个 256KB 的“慢速”内存区域，一个 32KB 的“快速”内存区域，然后是只读“ROM”区域（游戏卡带数据），它可以是几兆字节，而组装商使用这些内存部分：

.data or .iwram  -> Internal RAM (32KB)
.bss             -> Internal RAM uninitialized
.ewram           -> External RAM (256KB)
.sbss            -> External RAM uninitialized
.text or .rodata -> Read only ROM (cartridge size)

再举一个例子，SPC-700（SNES 声音芯片）有 64KB 的可读写内存可用于所有操作，但它的前 256 字节访问速度更快（“零页”）。在这个理论案例中，.data 和.text 将被分配到相同的内存区域——也就是说，它们不会被分配到零页中，并且它们都共享相同的内存。零页会有一个自定义段，.text 和.data 之间的区别会很小——只是一种区分汇编程序中哪些符号指向“数据”以及哪些符号指向程序的方法代码。

Answer 2

GAS（与大多数汇编程序一样）默认为 .text 部分，您的只读数据仍可在 .text 中使用

一切都只是字节

---

您可以执行echo 'mov r1, #2' > foo.s 并将其组装+链接到 ARM 二进制文件中（例如，使用
gcc -nostdlib -static foo.s）。您可以在 GDB 中单步执行该指令。

（如果没有sys_exit 系统调用，您的程序将在此之后崩溃，但当然您也可以在没有任何指令的情况下这样做。）

链接器将警告它没有找到_start 符号（因为您遗漏了标签本身，更不用说告诉汇编器使其在目标文件的符号表中可见的.globl 指令。

但 GNU binutils ld 的默认设置是使用 .text 部分的开头作为 ELF 入口点。

默认情况下，除了.text 之外的大多数部分都不会链接到可执行内存，因此在.data 中包含_start: 通常会是个问题。

---

只读数据通常应该放在.rodata 部分，无论如何它都作为TEXT 段的一部分链接。因此，就运行时行为而言，将其放在.text 部分 的末尾（省略.data）几乎完全等同于您应该做的。

What's the difference of section and segment in ELF file format

将其放入 .data 会导致链接器将其放入不同的段中，从而告诉操作系统的 ELF 程序加载器将其映射为读+写（而不是执行）。

将.rodata 部分与.text 分开的目的是将代码和数据组合在一起。 许多 CPU 具有分离的 L1d 和 L1i 缓存，和/或单独的 TLB 用于数据 /指令，因此只读数据与代码的细粒度混合会浪费拆分缓存中的空间。

在你的情况下，你没有链接任何其他也有一些代码和一些数据的文件，所以没有区别。