C中的bss段

Question

C中的bss段

cmemory-managementmemory-layoutdata-segment

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在对问题“关于Unix中的bss段和数据段”的一个回答中，我看到了关于bss的解释如下：

引用： .bss是特殊的：.bss对象在目标文件中不占用任何空间，并且通过将所有未经明确初始化的符号分组在一起，它们可以一次性地清零。

但是当我在生成的代码的目标文件上使用size命令时：

#include <stdio.h>
int uninit_global_var;
int init_global_var=5;

int main()
{
   int local_var;
   return 0;
}

我有以下的东西。

text    data      bss    dec     hex filename
1231     280      12    1523     5f3 a.out

看到根据全局范围的未初始化数据成员增长。那么有人能证明这个说法吗？

- Vivek Maran

4个回答

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我不确定答案，但我有一个猜测：

bss段的大小在目标文件中，并且通过size命令可以显示它，毕竟必须分配。但是，当bss段增长时，目标文件不会增大。

- DThought

请注意，BSS 引用的内存当然是在程序首次启动时由操作系统分配为数据页（并初始化为零）。因此，在目标文件或程序可执行文件中只有一个数字，但在运行时它占用了实际空间。 - Greg A. Woods

没错。如果你声明了一个巨大的数组但没有初始化它，size命令会显示所需的空间，但elf文件的实际大小不会改变。 - Wei Qiu

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段增长了，但你的二进制文件中不需要这个段（参见objcopy）。 <如果你将这段代码放入某种ROM中，它在那里将不占用空间，但将需要RAM中的空间（以及初始化为0的代码）。/p>

- dbrank0

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a.out 可能不是一个目标文件，而是一个 ELF——完整的可执行文件。通常以 name.o 命名的可重定位目标文件则是链接之前的中间文件。请参见 gcc 的 -c 选项。

- cdarke

Cdarke。你是对的。根据你的输入，我尝试了以下实验 int a[10000]={5}; int b[10000]={10}; 在这种情况下，.o文件的大小为80698，而int a[10000]; int b[10000]; .o文件的大小仅为698。因此，基本上目标文件大小不会随着bss数据的增长而增加。你能否再详细解释一些。 - Vivek Maran

我看到其他人（@Lundin）已经比我更好地阐述了这一点。 - cdarke

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Lundin · Accepted Answer

如果您删除了stdio.h，您的输出可能会更有意义。忽略该库，因为它包含内部变量。

在您的特定情况下，发生以下情况：

int uninit_global_var;

由于这个变量是在文件范围内分配的，在静态存储期中，就像任何声明为static的变量一样。 C标准要求如果具有静态存储期的变量没有被程序员显式初始化，例如在这种情况下，它必须在程序启动之前设置为零。所有这些变量都放在.bss段中。

int init_global_var=5;

该变量也是在文件范围分配的，因此它也具有静态存储期。但在这种情况下，它由程序员初始化。C标准要求这些变量在程序启动之前被设置为给定的值。这些变量被放置在 .data 段中。

   int local_var;

这个变量具有自动存储期（局部变量）。编译器很可能会优化掉这个变量，因为它没有任何用处。但是假设不进行这样的优化，变量将在运行时分配，在其所属的作用域（块）被执行时分配，并且一旦该作用域结束（超出范围），它就会停止存在。它将被分配到堆栈或CPU寄存器中。换句话说，链接时此变量仅作为程序代码存在，以某些汇编指令的形式表示“在堆栈上推入一个整数”，然后稍后“从堆栈中弹出一个整数”。

这些不同类型的变量如何初始化取决于系统。但通常会有一些代码由编译器注入main函数调用之前。尽管这是一个过度简化的说法，但出于教学目的，您可以将程序想象成这样。

bss
{
  int uninit_global_var;
}

data
{
  int init_global_var;
}

rodata
{
  5;
}


int start_of_program (void) // called by OS
{
  memset(bss, 0, bss_size);
  memcpy(data, rodata, data_size);

  return main(); 
}

数据：4 bss：4

拥有真正非易失性存储器的嵌入式系统将与上述代码完全相同，而基于RAM的系统可能会以不同的方式解决数据初始化部分。 bss 在所有系统上都是相同的。

您可以通过运行以下程序轻松验证它们存储在不同的段中：

char uninit1;
char uninit2;
char init1 = 1;
char init2 = 2;

int main (void)
{
  char local1 = 1;
  char local2 = 2;

  printf("bss\t%p\t%p\n", &uninit1, &uninit2);
  printf("data\t%p\t%p\n", &init1, &init2);
  printf("auto\t%p\t%p\n", &local1, &local2);
}

您会发现，“uninit”变量被分配在相邻的地址上，但与其他变量分配在不同的地址上。同理，“init”变量也是如此。 “local”变量可以分配在任何地方，因此从这两个变量中得到任何奇怪的地址结果都有可能。