(ZT)RO和RW还有ZI代表什么？

hqgboy

（转自[url]http://hi.baidu.com/hhjj1201/blog/item/297ab931972011ad5edf0ec1.html）[/url]
一般而言，一个程序包括只读的代码段和可读写的数据段。在ARM的集成开发环境中，只读的代码段和常量被称作RO段(ReadOnly)；可读写的全局变量和静态变量被称作RW段(ReadWrite)；RW段中要被初始化为零的变量被称为ZI段(ZeroInit)。对于嵌入式系统而言，程序映象都是存储在Flash存储器等一些非易失性器件中的，而在运行时，程序中的RW段必须重新装载到可读写的RAM中。这就涉及到程序的加载时域和运行时域。简单来说，程序的加载时域就是指程序烧入Flash中的状态，运行时域是指程序执行时的状态。对于比较简单的情况，可以在ADS集成开发环境的ARMLINKER选项中指定RO BASE和RWBASE，告知连接器RO和RW的连接基地址。对于复杂情况，如RO段被分成几部分并映射到存储空间的多个地方时，需要创建一个称为“分布装载描述文件”的文本文件，通知连接器把程序的某一部分连接在存储器的某个地址空间。需要指出的是，分布装载描述文件中的定义要按照系统重定向后的存储器分布情况进行。在引导程序完成初始化的任务后，应该把主程序转移到RAM中去运行，以加快系统的运行速度。
什么是arm的映像文件，arm映像文件其实就是可执行文件，包括bin或hex两种格式，可以直接烧到rom里执行。在axd调试过程中，我们调试的是axf文件，其实这也是一种映像文件，它只是在bin文件中加了一个文件头和一些调试信息。映像文件一般由域组成，域最多由三个输出段组成(RO,RW,ZI)组成，输出段又由输入段组成。所谓域，指的就是整个bin映像文件所处在的区域，它又分为加载域和运行域。加载域就是映像文件被静态存放的工作区域，一般来说flash里的 整个bin文件所在的地址空间就是加载域，当然在程序一般都不会放在flash里执行，一般都会搬到sdram里运行工作，它们在被搬到sdram里工作所处的地址空间就是运行域。我们输入的代码，一般有代码部分和数据部分，这就是所谓的输入段，经过编译后就变成了bin文件中ro段和rw段，还有所谓的zi段，这就是输出段。对于加载域中的输出段，一般来说ro段后面紧跟着rw段，rw段后面紧跟着zi段。在运行域中这些输出段并不连续，但rw和zi一定是连着的。zi段和rw段中的数据其实可以是rw属性。
   | Image$$RO$$Base| |Image$$RO$$Limit| |Image$$RW$$Base||Image$$ZI$$Base| |Image$$ZI$$Limit|这几个变量是编译器通知的，我们在makefile文件中可以看到它们的值。它们指示了在运行域中各个输出段所处的地址空间| Image$$RO$$Base|就是ro段在运行域中的起始地址，|Image$$RO$$Limit|是ro段在运行域中的截止地址。其它依次类推。我们可以在linker的output中指定，在 simple模式中，ro base对应的就是|Image$$RO$$Base|，rw base对应的是|Image$$RW$$Base|，由于rw和zi相连，|Image$$ZI$$Base| 就等于|Image$$ZI$$limit|.其它的值都是编译器自动计算出来的。
    下面是2410启动代码的搬运部分，我给出注释
BaseOfROM DCD |Image$$RO$$Base|
TopOfROM DCD |Image$$RO$$Limit|
BaseOfBSS DCD |Image$$RW$$Base|
BaseOfZero DCD |Image$$ZI$$Base|
EndOfBSS DCD |Image$$ZI$$Limit|
adr r0, ResetEntry;   ResetEntry是复位运行时域的起始地址，在boot
nand中一般是0
ldr r2, BaseOfROM;
cmp r0, r2
ldreq r0, TopOfROM;TopOfROM=0x30001de0，代码段地址的结束
beq InitRam
ldr r3, TopOfROM
；part 1，通过比较，将ro搬到sdram里，搬到的目的地址从 | Image$$RO$$Base| 开始，到|Image$$RO$$Limit|结束
0
ldmia r0!, {r4-r7}
stmia r2!, {r4-r7}
cmp r2, r3
bcc %B0;

；part 2，搬rw段到sdram，目的地址从|Image$$RW$$Base| 开始，到|Image$$ZI$$Base|结束
sub r2, r2, r3;r2=0
sub r0, r0, r2   
InitRam ;carry rw to baseofBSS
ldr r2, BaseOfBSS ;TopOfROM=0x30001de0,baseofrw
ldr r3, BaseOfZero ;BaseOfZero=0x30001de0
0
cmp r2, r3
ldrcc r1, [r0], #4
strcc r1, [r2], #4
bcc %B0
；part 3，将sdram zi初始化为0，地址从|Image$$ZI$$Base|到|Image$$ZI$$Limit|
mov r0, #0;init 0
ldr r3, EndOfBSS;EndOfBSS=30001e40
1
cmp r2, r3
strcc r0, [r2], #4
bcc %B1

hqgboy

关于ro(rw)的问答  收藏
http://bbs.edw.com.cn/dispbbs.as ... age=1&skin=0&Star=1

请再解释一个关于ADS中ro/rw base的疑惑（已查阅资料）！

首先说一下，我认为我还是看了不少的资料，然后再来问这个问题的，看起来下面我写的很多，其实我只是想把问题描述清楚一点，我认为我已经写的比较详细了，所以应该不会耽误各位大侠多少时间，所以希望能耐心看完，谢谢 ！

我的CPU是4510，我在各种资料上都看过相关的解释：
-ro-base address（即设定Image$$RO$$Base－－我的理解）
这个选项将包含有RO(Read-Only属性)输出段的加载地址和运行地址设置为address，
该地址必须是字对齐的，如果没有指定这个选项，则默认的RO基地址值为0x8000。
-rw-base address
这个选项设置包含RW(Read/Write属性)输出段的域的运行时地址，该地址必须是字对
齐的。

Image$$RO$$Base is the address of the read-only execution region (usually
contains code and read-only data).－－ro运行时地址

Image$$RW$$Base is the address of the read-write execution region (usually
contains data).－－rw运行时地址

所以大致意思，我是知道的，不过在还是在有几个问题想不明白：

    问题1、就是这个设定的Image$$RO$$Base与我们复位时CPU读取第一条指令的 0x0 地址有什么关系？这个“Image$$RO$$Base”到底又设定了那些源代码的运行起始地址？比如在一个Bootloader中，往往包含同时包含汇编代码和C语言代码两部分，这个“Image$$RO$$Base”只设定了C语言中RO段的运行地址 ？（拷贝RO RW段代码到Image$$RO$$Base，Image$$RW$$Base标识的位置是我的bootloader 汇编代码进入C前做的最后一件事）
    如果说也设定了汇编中ro部分代码的运行地址，那问题2又怎么解释 ？

    问题2、有人说“请注意，将工程编译为烧入Flash的二进制代码时，需要将链接器重新设置，将调试时程序空间定位地址（RO Base地址）改为0x00000000”，但我明明刚刚编译的Bootloader就将ro base设为了0xf00000，现在我已将其烧写入Flash中测试过，Bootloader运行良好，而且在上电时Flash首先被映射到0地址开始的地方，这与设定的0xf00000差的很远，当然在程序将进入C语言前，会remap SDRAM到0～16M空间，并将RO RW段拷贝到Image$$RO$$Base，Image$$RW$$Base标识的位置，问题是这个拷贝之前我的所有代码（比如SDRAM初始化，remap，堆栈初始化等）都运行的很正常，这又怎么解释呢？
    这样一来我到有个奇怪的想法就是，如果我的程序没有C语言代码，岂不是就可以不用管这个ro base的设置？因为从一开机到拷贝ro/rw段前，我所有的汇编代码执行良好。

    问题3、我的vector.S中复位入口“ResetEntry”的部分代码如下，用AXD载入ADS编译的这个.bin文件的时候可以看到，这个 “ResetEntry”标号开始的代码被编译到了.bin文件的最前面，因为我在链接设置里面把reset section放在了img的最前面。我有点不明白就是这个“ResetEntry”标号代表着的一个地址与Image$$RO$$Base又有什么关系？与复位时CPU读取第一条指令的 0x0 地址又有什么关系？因为我的Bootloader在拷贝ro段代码时用到了这个标号，同时我的Bootloader代码也并不是真正放在Flash的起始部分(即开机的0地址处)，只是在0地址处放了一条跳转到Flash的高端，再执行哪里存放的Bootloader代码。

            AREA reset, CODE, READONLY
ENTRY
           ;复位和上电启动的入口
ResetEntry
           b SYS_RST_HANDLER
           b UDF_INS_HANDLER
.........................................


    4、我在AXD调试程序时还发现，调试过程中我可以把ADS生成的.bin文件载入SDRAM中任何位置，然后修改pc值执行之，不论你的 Image$$RO$$Base，Image$$ROW$$Base设定在什么地方，当然我的这个调试的程序肯定没有对ro/rw段做任何的拷贝操作。这让我更对RW段运行时地址和Image$$ROW$$Base的关系感到疑惑，因为rw段中不是保存有程序需要的变量或数据么？Image$$ROW$$Base设定了rw段的运行地址，那岂不是也就设定了运行时变量或数据在内存中的存在位置？那我用AXD加载的这个程序又在哪里获得的程序运行需要的变量和数据呢 ？

    上面的问题其实一直就困扰了我好久，不过因为项目方面比较急，所以也就一直放在哪里没有对其深究，现在稍微有点空，才放到网上来，请各位解惑，非常感谢 ！
    我的表达能力也不怎么好，上面的问题也许有点罗嗦，如果还有什么没有说清楚的也希望能提出来，3KS  ag ！


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四个问题其实就是一个，即链接器到底指定了什么东西。简单地说，linker把对函数的调用转成向某一地址的跳转，把对变量的读写转成对某一地址的访问。

但是，一段正在执行的代码本身，从本质上来说，并不需要知道自己运行在什么地址。只要PC指针有一个初值（比如0x0），然后每次加4之后，能取到下一条指令就行了。与此相关的另一个概念就是PIC（Position Independent Code，与位置无关的代码）。

只有当代码中调用了函数，向某个symbol跳转或访问了变量，才需要知道真实的地址。所以Image$$RO$$Base是否起作用，并不取决于C代码和汇编代码的区别，而在于PIC与PDC的区别。
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版主和TALISKER已经回答了楼主的问题。我也说说自己的看法，希望对你有帮助。
1. Image$$RO$$Base is the address of the read-only execution region
   你仔细琢磨RO BASE的意思，RO BASE指定的只是RO段的起始地址，注意：并没
   有说始第一条指令的地址。所以，如果你的程序包括多个段的时候，有可能别
   的段放到了RO BASE指定的地址上，而并不是期望执行的第一条指令。在调试
   的时候，这不会造成什么问题，因为DEBUGGER会把PC指向程序的第一条指令。
   如果你把程序烧写到FLASH里面后，这可能会造成问题，因为CPU在RESET后只
   从地址0x0处开始取指令。所以，如果你写一个程序，期望程序从地址0x0开始
   执行，要满足两个条件：1－RO BASE要为0x0，2－告诉linker，把包括你希望
   执行的第一天指令SECTION链接到RO段的最前面。
  
2. 对于你说到的第二个问题，为什么你把RO BASE设置为0xF0000000还能从地址
   0x0开始执行？这是因为4510的地址绕卷问题造成的，其实地址0xF0000000就是
   地址0x0，不信你可以自己测试一下，从地址0xF00000读出来的指令和地址0x0
   的指令一样。所以，你的第二个问题不是问题，这和RO BASE没什么关系。
  
3. 前面说过了，一个程序包括了RO段，但程序可能包括了很多个SECTION,在编译
   的时候，各个section的RO段都是被链接到你指定的RO BASE开始的地方的，这
   就涉及到另外一个问题：在RO段里面，你怎么安排各个sedtion在RO段的顺序？
   如果你写的是BOOTLOADER的话，你必须要把包括你要执行的第一条指令的段放
   在最前面，这样才能保证板子上电后能正常运行。
  
4. 我不知道你的程序里面是否有RW段？程序分为RO段和RW段，但并不是每个程序
   都一定有RW段，如果你的程序里面没有全局变量等，那编译后，肯定是没有RW
   段的，在这种情况下，你不进行RW段的拷贝，程序也能正常运行的。OK，在来
   看看你的问题，你说在编译生成bin文件后，在bin文件里如何定位RW段？答案
   是：单单依赖bin文件是无法定位RW段的。所以 － 如果你的程序有RW段的话，
   你必须在自己程序里面处理RW段的拷贝。
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首先谢谢各位兄弟、大哥的回复，非常感谢 ！

其次针对各位的回复，再综合我所知道的别人给的解释，我想再谈一下我自己现在的想法：
to Talisker：我不知道你想设定ro base在0x04的意思是什么？

to Twentyone：
针对你的回答1：
“在调试的时候，这不会造成什么问题，因为DEBUGGER会把PC指向程序的第一条指令。”－－－我调试的时候采用的是ADW载入ADS编译的二进制bin文件的方式，所以pc值或bin文件载入地址都是由我指定的，但都与ro base设定的值不同。
针对你的回答2：“对于你说到的第二个问题，为什么你把RO BASE设置为0xF0000000还能从地址0x0开始执行？这是因为4510的地址绕卷问题造成的，其实地址0xF0000000就是地址 0x0”－－－你说的没错，0xF0000000地址最终会对应到0地址，不过我是将ro base设在了0xf00000,即15M内存的地方，而调试使用的obey xxx.ini命令将0～16M的内存都分配给了SDRAM，所以将ro base 设在0xf00000，还没有到地址卷绕的地方。
针对你的回答4：
我调试的程序首先是比较简单，那是不错，不过变量肯定是有的，不论全局、局部变量，都有 ！是一个同时包含串口和IO口简单测试的程序。

hqgboy

另外有人回答说：

解答问题1&2：这说明你的bootloader是基于相对地址的，也就是说与地址无关，而这也是对bootloader的一个基本要求。一般的bootloader都设计成地址无关的。

解答问题4：这说明你的程序比较小，或者函数调用不复杂，堆栈操作不频繁等。也就是说，不按照你的设置的ro和rw基址调入程序，有可能数据空间不够，或者代码和数据重叠，程序执行就可能出错。

－－－－－－我看这个回答好像是对的，不知道各位对此有什么理解或看法 ？

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Twentyone：

文后附的是一个测试程序，这个程序可以验证RW的影响。
测试的之前，你把你的板子的MEMORY给配置好，把SDRAM配置到地址0X0开始的地方。

测试1：程序的RO_BASE = 0x0，RW_BASE不设置，你用仿真器单步运行程序，然后观察
内存0x800的内容变化，变化顺序应该是0x0 -> 0x1 -> 0x2 ... -> 0x9

测试2：程序的R0_BASE不变，还是RO_BASE = 0x0，RW_BASE设置为0x400，单步运行程
序，观察内存0x800的内容变化，看看结果和第一次测试的是否一样

我：

我试过了，也基本上清楚了，按照你的实验设定测试2会看到0x800地址的数据不规则的变化，我又看了一下对应的汇编代码（我是指编译后的汇编代码），发现程序在读取array数组值时，是从rw base开始的地方读取数据的，因此如果一开始没有将rw段放到rw base开始的地方，则程序执行后读取的数据肯定是不对的，这也符合rw base本身的意思，现在我应该说是彻底的清楚了，谢谢 ！
    我以前的问题是：我在程序中使用变量前首先就先改变了变量的值，因此RW段首先就被我程序先修改了，也就是说虽然我没有搬移RW 段的操作，但是我重新修改了rw base开始的数据的值，对应到你的这个测试程序，也就是说本来我没做搬移RW段的操作，则0x400地址开始的数据（在你这个测试程序中存放的是 array数组的值）是不确定的，但后来程序一开始我就修改了array数组的数据，也即修改了0x400开始的数据，因此RW段虽然我没有搬移操作，但其实也就被我重新设定正确了，然后再读取使用，当然执行起来，当然就没有什么问题了，不过这里有一点：就是我的程序本来就比较小，RW段也很小，所以没有什么问题，但如果程序大一点，RW段太大，我不能够一一重新指定，那程序就会出错了，问题解决，非常感谢 ！
    不过关于RO段的问题：RO base 设定值与bin程序载入值不同，但程序仍能正确执行的问题 。
    我想可能只能用我得代码都是“地址无关”的这个来解释了，对吧 ？
    这东西有点绞，不知道我上面的表达清楚没？ 呵呵，如果没什么问题，我想就把上面这段话转到电子产品世界去了，然后我那个帖子也就可以方封贴了，呵呵，不过真的非常感谢你的帮助，谢谢 ！

Twentyone：

不用客气！

你说的很清楚，你的理解是正确的，关于RO_BASE的问题，如果程序完全运行正确的话
，只能用与地址无关来解释。

如果你想做一个RO_BASE的测试的话，你可以写一个测试程序，在程序里面包括一些绝
对寻址的指令，你就会发现程序运行时用不同的RO_BASE的话，运行会有问题的（可能
不影响结果，但中间肯定是有地方和你期望的不一样的）。


ft，忘了贴代码了，Twentyone大侠的测试程序如下：

init.s:

AREA    Init, CODE, READONLY
CODE32
ENTRY
ARM
LDR SP, =0xC00
IMPORT CTEST
B    CTEST
END


test.c:

unsigned int array[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

int CTEST(void)
{
int i;
unsigned int base;
i = 0;
base = 0x800;
for(i = 0; i < 10; i++){
  *((unsigned int*)(base)) = array[i];
}
return 0;
}

hqgboy

|Image$$RO$$Limit||Image$$RW$$Base||Image$$ZI$$Ba|

引自http://hi.baidu.com/liudefang888 ... 0ecc3b86947378.html

对于刚学习ARM的人来说，如果分析它的启动代码，往往不明白下面几个变量的含义：|Image$$RO$$Limit|、|Image$$RW$$Base|、|Image$$ZI$$Base|。

首先申明我使用的调试软件为ADS1.2，当我们把程序编写好以后，就要进行编译和链接了，在ADS1.2中选择MAKE按钮，会出现一个Errors and Warnings 的对话框，在该栏中显示编译和链接的结果，如果没有错误，在文件的最后应该能看到Image component sizes，后面紧跟的依次是Code，RO Data ，RW Data ，ZI Data ，Debug 各个项目的字节数，最后会有他们的一个统计数据：

Code 163632 ，RO Data 20939 ，RW Data 53 ，ZI Data 17028

Tatal RO size (Code+ RO Data)             184571 (180.25kB)

Tatal RW size(RW Data+ ZI Data)           17081(16.68 kB)

Tatal ROM size(Code+ RO Data+ RW Data)   184624(180.30 kB)

后面的字节数是根据用户不同的程序而来的，下面就以上面的数据为例来介绍那几个变量的计算。

在ADS的Debug Settings中有一栏是Linker/ARM Linker，在output选项中有一个RO base选项，下面应该有一个地址，我这里是0x0c100000，后面的RW base 地址是0x0c200000，然后在Options选项中有Image entry point ，是一个初始程序的入口地址，我这里是0x0c100000 。

有了上面这些信息我们就可以完全知道这几个变量是怎么来的了：

|Image$$RO$$Base| = Image entry point = 0x0c100000 ;表示程序代码存放的起始地址

|Image$$RO$$Limit|=程序代码起始地址+代码长度+1=0x0c100000+Tatal RO size+1

= 0x0c100000 + 184571 + 1 = 0x0c100000 +0x2D0FB + 1

= 0x0c12d0fc

|Image$$RW$$Base| = 0x0c200000 ;由RW base 地址指定

|Image$$RW$$Limit| =|Image$$RW$$Base|+ RW Data 53 = 0x0c200000+0x37（4的倍数,0到55，共56个单元）

=0x0c200037

|Image$$ZI$$Base| = |Image$$RW$$Limit| + 1 =0x0c200038

|Image$$ZI$$Limit| = |Image$$ZI$$Base| + ZI Data 17028

                            =0x0c200038 + 0x4284

                            =0x0c2042bc

也可以由此计算：

|Image$$ZI$$Limit| = |Image$$RW$$Base| +TatalRWsize(RWData+ZIData) 17081

                            =0x0c200000+0x42b9+3（要满足4的倍数）

                            =0x0c2042bc

hqgboy

这是一位用户的问题，这里转发一下答复（也是摘自北航书“44binit.s初始化程序研究”一节中的一部分内容）

一个简易的映像文件包括以下几个部分：
○ 一个只读（RO）区域；
○ 一个读写（RW）区域；
○ 一个被0初始化（ZI）的区域。
我们采用如下的方法，在链接器中指定每个区域在执行时的定位地址：
-RO-base   exec_address1    指示链接器将只读(RO)区域定位在exec_address1地址处（例如，定位在ROM空间的起始地址上）；
-RW-base   exec_address2   指示链接器将读写(RW)区域定位在exec_address2地址处。
在RW(数据)区域中，也可能含有程序代码，这是因为程序有时候需要自我修改（或产生新的代码），类似的，RO(代码)区域中可能包含只读的数据（例如字符串，常数等）。
链接器在创建上述区域的同时产生相应的“符号”并把地址信息传递给这些符号，从而允许将区域从它的加载地址拷贝到执行地址。这些符号描述了每个区域的起始地址和大小限制。这些符号的列举和定义，请参考附图。

在这里，exec_address1是RO区域的执行地址，它与RO区域在代码加载时的地址相同。exec_address2是RW的代码执行地址，它与RW区在加载时的地址是不一样的，RW在加载时是紧接在R0区域后面的，因此在C程序执行之前，它必须被移到正确的地址上去。同时，ZI区域也必须重新创建（因为在加载阶段，不存在ZI区域）。

在一个简单的image里面：
Image$$RO$$Base:是RO段的执行地址开始和装载地址开始，由-RO-BASE这个参数指定的
Image$$RO$$Limit:是RO段的装载地址结束的后一个地址，也就是RW的装载地址的开始。（在一个simple image里面，装载的时候，RO段被装载在-RO-BASE指定的地址，后面紧跟着的是RW的数据，注意，在simple image执行的时候，因为ro段的装载地址和执行地址相同，所以不需要移动，而RW的执行地址是由-RW-BASE指定的，所以需要移动！）
Image$$RW$$Base:是rw段的执行地址，由-rw-base这个参数指定！
总结一下：
没运行前：flash中的ro段是ro-base指定的地址开始，等ro段完了（也就是Image$$RO$$Base~Image$$RO$$limit-1），后面紧接着就是rw段(也就是Image$$RO$$limit~。。。)！
运行时：flash中的ro段地址没有动，还是Image$$RO$$Base~Image$$RO$$limit-1，原来flash中的rw段移到了sdram中，地址为Image$$RW$$Base~Image$$ZI$$Base,然后又初始化了一段ZI区！
呵呵！写点这个就当和我一样的弱人共勉吧！如有不对之处，请大家指正！共同进步

在一个简单的image里面：
Image$$RO$$Base:是RO段的执行地址开始和装载地址开始，由-RO-BASE这个参数指定的
Image$$RO$$Limit:是RO段的装载地址结束的后一个地址，也就是RW的装载地址的开始。（在一个simple image里面，装载的时候，RO段被装载在-RO-BASE指定的地址，后面紧跟着的是RW的数据，注意，在simple image执行的时候，因为ro段的装载地址和执行地址相同，所以不需要移动，而RW的执行地址是由-RW-BASE指定的，所以需要移动！）
Image$$RW$$Base:是rw段的执行地址，由-rw-base这个参数指定！
总结一下：
没运行前：flash中的ro段是ro-base指定的地址开始，等ro段完了（也就是Image$$RO$$Base~Image$$RO$$limit-1），后面紧接着就是rw段(也就是Image$$RO$$limit~。。。)！
运行时：flash中的ro段地址没有动，还是Image$$RO$$Base~Image$$RO$$limit-1，原来flash中的rw段移到了sdram中，地址为Image$$RW$$Base~Image$$ZI$$Base,然后又初始化了一段ZI区！
呵呵！写点这个就当和我一样的弱人共勉吧！如有不对之处，请大家指正！共同进步

lelee007

好东西，很多ARM新手就是对这些东西不理解

俺当初也是折腾这个折腾了N久才明白

geyingzhen

RO 代表只读段，也就是代码段，装载域和运行域都有
RW代表是数据段，包括DATA和BSS，装载域和运行域都有
ZI代表是堆栈段，只有在运行域中有，