原來全局變量是這樣初始化的
最近，有個好學的小伙子突然問了我一個問
全局變量的初始值，是在哪里賦值的？
這個問題雖然說不是很重要，但是我很好奇。
為了給講清楚這個原理過程，我專門建立一個基于Renesas RH850的簡單工程，挖一挖里面的技術(shù)細節(jié)。
我在main.c文件中定義了隨便這幾個變量
int counter, accumulator = 0, limit_value = 1000000; unsigned char str_aa55[2] = {0xAA,0x55}; unsigned int int_1122334455667788 = 0x11223344; unsigned int int_55667788 = 0x55667788; int bss_val; void main(void) { }
然后，直接仿真查看，跟你我想的一樣，在main函數(shù)之前就初始化完成了，即這些變量都自動初始化賦值了。
讓人好奇的是，它是怎么做到的？
單片機的啟動程序一般都是很簡單的，即使匯編也沒多少行，直接翻出來看看也許會知道答案。
-- Clear local RAM mov ___ghs_ramstart, r6 -- start of local RAM mov ___ghs_ramend, r7 -- end of local RAM mov r0, r1 1: st.dw r0, 0[r6] addi 8, r6, r6 cmp r7, r6 bl 1b -- Jump to the HW initialisation function jarl ___lowinit, lp -- Jump to the initialisation functions of the library -- and from there to main() jr __start
以上這段匯編，根據(jù)旁邊的注釋其實很容易理解，前半部分就是將內(nèi)存Local RAM初始化清零，即這段匯編可以見到梳理成
RAM清零--->執(zhí)行___lowinit--->執(zhí)行__start--->進入main函數(shù)
既然前面給RAM清零了，那么此時的全局變量應該全是0值吧，那可以推測，給全局變量賦初始值應該是在___lowinit或__start了，但是這兩個東西是編譯環(huán)境里某個庫的，暫時看不到源碼。
但是，最終通過仿真查看變量值的方式，可以定位，給全局變量賦初始值是在__start里面。
此時，雖然我知道了它在哪里給全局變量初始化了，但是并不知道是怎樣初始化的。
我還是很好奇，本著刨根問底的精神繼續(xù)挖掘。
但是我在這個RH850的代碼工程里面是找不到這個__start的源碼內(nèi)容的，仿真看匯編折騰了半天，突然想了下，為啥不換個其他工程試試，例如試試NXP S32K的？
于是，我創(chuàng)建了一個NXP S32K1xx的代碼工程，仍然定義這幾個變量
int counter, accumulator = 0, limit_value = 1000000; unsigned char str_aa55[2] = {0xAA,0x55}; unsigned int int_1122334455667788 = 0x11223344; unsigned int int_55667788 = 0x55667788; int bss_val;
同樣的討論，直接翻啟動文件的匯編代碼
/* Init .data and .bss sections */ ldr r0,=init_data_bss blx r0
還是歐美的芯片簡單粗暴，不像小日子做的初始化還有藏進庫里。這不是很明顯嘛，init_data_bss就是初始化全局變量的，以下截取了部分代碼，也很容易理解。
void init_data_bss(void) { /* ...... */ /* Data */ data_ram = (uint8_t *)__DATA_RAM; data_rom = (uint8_t *)__DATA_ROM; data_rom_end = (uint8_t *)__DATA_END; /* ...... */ /* BSS */ bss_start = (uint8_t *)__BSS_START; bss_end = (uint8_t *)__BSS_END; /* ...... */ /* Copy initialized data from ROM to RAM */ while (data_rom_end != data_rom) { *data_ram = *data_rom; data_ram++; data_rom++; } /* ...... */ /* Clear the zero-initialized data section */ while(bss_end != bss_start) { *bss_start = 0; bss_start++; } /* ...... */ }
這里簡單介紹下，帶有初始化值（非0）全局變量（例如unsignedint int_55667788 = 0x55667788;），都是定義在data段的，而未定義初始化值的全局變量，是分在bss段的（例如int bss_val;）。
/* Specify the memory areas */MEMORY{/* … *//* SRAM_L */m_data (RW) : ORIGIN = 0x1FFF8000, LENGTH = 0x00008000m_data_2 (RW) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 0x00007000
/* … */.data : AT(__DATA_ROM){. = ALIGN(4);__DATA_RAM = .;__data_start__ = .; /* Create a global symbol at data start. */*(.data) /* .data sections */*(.data*) /* .data* sections */. = ALIGN(4);__data_end__ = .; /* Define a global symbol at data end. */} > m_data
__DATA_END = __DATA_ROM + (__data_end__ - __data_start__);__CODE_ROM = __DATA_END; /* Symbol is used by code initialization. */
/* Uninitialized data section. */.bss :{/* This is used by the startup in order to initialize the .bss section. */. = ALIGN(4);__BSS_START = .;__bss_start__ = .;*(.bss)*(.bss*)*(COMMON). = ALIGN(4);__bss_end__ = .;__BSS_END = .;} > m_data_2
到底是不是我說的這樣子，直接查看map文件中的變量名和對應地址或段名就知道了
.data 0x1fff8400 0x42c load address 0x000009cc 0x1fff8400 . = ALIGN (0x4) 0x1fff8400 __DATA_RAM = . 0x1fff8400 __data_start__ = . *(.data) *(.data*) .data.limit_value 0x1fff8400 0x4 ./src/main.o 0x1fff8400 limit_value .data.str_aa55 0x1fff8404 0x2 ./src/main.o 0x1fff8404 str_aa55 *fill* 0x1fff8406 0x2 .data.int_11223344 0x1fff8408 0x4 ./src/main.o 0x1fff8408 int_11223344 .data.int_55667788 0x1fff840c 0x4 ./src/main.o 0x1fff840c int_55667788.bss 0x20000000 0x28 0x20000000 . = ALIGN (0x4) 0x20000000 __BSS_START = . 0x20000000 __bss_start__ = . *(.bss) *(.bss*) .bss.accumulator 0x2000001c 0x4 ./src/main.o 0x2000001c accumulator *(COMMON) COMMON 0x20000020 0x8 ./src/main.o 0x20000020 bss_val 0x20000024 counter 0x20000028 . = ALIGN (0x4) 0x20000028 __bss_end__ = . 0x20000028 __BSS_END = . 0x000009cc __DATA_ROM = .
另外，從這map文件里也可以看到，這個__DATA_ROM對應的地址是0x000009cc，也就是說，這些
等等變量的的初始值是來源于0x000009cc這里。 那就直接查看生成的hex文件int limit_value = 1000000;unsigned char str_aa55[2] = {0xAA,0x55};unsigned int int_1122334455667788 = 0x11223344;unsigned int int_55667788 = 0x55667788;
秘密就在于ld文件里的這個語句：.data : AT(__DATA_ROM)意思是，定義在data段的變量對應的初始化值，就放在__DATA_ROM中。就這么簡單，剩下的交給編譯器就行了。對這個問題一直記在心里，是一個化不開的結(jié)。終于某一天，我居然真的無意中發(fā)現(xiàn)了__start的源碼，感嘆小日子真的有一手。
這里涉及到的內(nèi)容比較多也比較復雜，后續(xù)再寫個文章講解下GreenHills編譯器的啟動鏈接庫到底干了什么，敬請關(guān)注！
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