bss data text 段的区别和联系
2011-08-23 21:24
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一个程序本质上都是由 bss段、data段、text段三个组成的。这样的概念,不知道最初来源于哪里的规定,但 在当前的计算机程序设计中是很重要的一个基本概念。而且在嵌入式系统的设计中也非常重要,牵涉到嵌入式系统运行时的内存大小分配,存储单元占用空间大小的 问题。 在采用段式内存管理的架构中(比如intel的80x86系统),bss段(Block Started by Symbol segment)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,一般在初始化时bss 段部分将会清零。bss段属于静态内存分配,即程序一开始就将其清零了。 比如,在C语言之类的程序编译完成之后,已初始化的全局变量保存在.data 段中,未初始化的全局变量保存在.bss 段中。 在《Programming ground up》里对.bss的解释为:There is another section called the .bss. This section is like the data section, except that it doesn’t take up space in the executable. text和data段都在可执行文件中(在嵌入式系统里一般是固化在镜像文件中),由系统从可执行文件中加载;而bss段不在可执行文件中,由系统初始化。 http://blog.csdn.net/bobocheng1231/archive/2008/02/23/2115289.aspx 【例一】 用cl编译两个小程序如下: 程序1: int ar[30000]; void main() { ...... } 程序2: int ar[300000] = {1, 2, 3, 4, 5, 6 }; void main() { ...... } 发现程序2编译之后所得的.exe文件比程序1的要大得多。当下甚为不解,于是手工编译了一下,并使用了/FAs编译选项来查看了一下其各自的.asm,发现在程序1.asm中ar的定义如下: _BSS SEGMENT ?ar@@3PAHA DD 0493e0H DUP (?) ; ar _BSS ENDS 而在程序2.asm中,ar被定义为: _DATA SEGMENT ?ar@@3PAHA DD 01H ; ar DD 02H DD 03H ORG $+1199988 _DATA ENDS 区别很明显,一个位于.bss段,而另一个位于.data段,两者的区别在于:全局的未初始化变量存在于.bss段中,具体体现为一个占位符;全局的已初始化变量存于.data段中;而函数内的自动变量都在栈上分配空间。.bss是不占用.exe文件空间的,其内容由操作系统初始化(清零);而.data却需要占用,其内容由程序初始化,因此造成了上述情况。 【例二】 编译如下程序(test.cpp): #include <stdio.h> #define LEN 1002000 int inbss[LEN]; float fA; int indata[LEN]={1,2,3,4,5,6,7,8,9}; double dbB = 100.0; const int cst = 100; int main(void) { int run[100] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9}; for(int i=0; i<LEN; ++i) printf("%d ", inbss[i]); return 0; } 命令:cl /FA test.cpp 回车 (/FA:产生汇编代码) 产生的汇编代码(test.asm): TITLE test.cpp .386P include listing.inc if @Version gt 510 .model FLAT else _TEXT SEGMENT PARA USE32 PUBLIC 'CODE' _TEXT ENDS _DATA SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'DATA' _DATA ENDS CONST SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'CONST' CONST ENDS _BSS SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'BSS' _BSS ENDS _TLS SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'TLS' _TLS ENDS FLAT GROUP _DATA, CONST, _BSS ASSUME CS: FLAT, DS: FLAT, SS: FLAT endif PUBLIC ?inbss@@3PAHA ; inbss PUBLIC ?fA@@3MA ; fA PUBLIC ?indata@@3PAHA ; indata PUBLIC ?dbB@@3NA ; dbB _BSS SEGMENT ?inbss@@3PAHA DD 0f4a10H DUP (?) ; inbss ?fA@@3MA DD 01H DUP (?) ; fA _BSS ENDS _DATA SEGMENT ?indata@@3PAHA DD 01H ; indata DD 02H DD 03H DD 04H DD 05H DD 06H DD 07H DD 08H DD 09H ORG $+4007964 ?dbB@@3NA DQ 04059000000000000r ; 100 ; dbB _DATA ENDS PUBLIC _main EXTRN _printf:NEAR _DATA SEGMENT $SG537 DB '%d ', 00H _DATA ENDS _TEXT SEGMENT _run$ = -400 _i$ = -404 _main PROC NEAR ; File test.cpp ; Line 13 push ebp mov ebp, esp sub esp, 404 ; 00000194H push edi ; Line 14 mov DWORD PTR _run$[ebp], 1 mov DWORD PTR _run$[ebp+4], 2 mov DWORD PTR _run$[ebp+8], 3 mov DWORD PTR _run$[ebp+12], 4 mov DWORD PTR _run$[ebp+16], 5 mov DWORD PTR _run$[ebp+20], 6 mov DWORD PTR _run$[ebp+24], 7 mov DWORD PTR _run$[ebp+28], 8 mov DWORD PTR _run$[ebp+32], 9 mov ecx, 91 ; 0000005bH xor eax, eax lea edi, DWORD PTR _run$[ebp+36] rep stosd ; Line 15 mov DWORD PTR _i$[ebp], 0 jmp SHORT $L534 $L535: mov eax, DWORD PTR _i$[ebp] add eax, 1 mov DWORD PTR _i$[ebp], eax $L534: cmp DWORD PTR _i$[ebp], 1002000 ; 000f4a10H jge SHORT $L536 ; Line 16 mov ecx, DWORD PTR _i$[ebp] mov edx, DWORD PTR ?inbss@@3PAHA[ecx*4] push edx push OFFSET FLAT:$SG537 call _printf add esp, 8 jmp SHORT $L535 $L536: ; Line 17 xor eax, eax ; Line 18 pop edi mov esp, ebp pop ebp ret 0 _main ENDP _TEXT ENDS END ---------------------------------------- 通过汇编文件可以看到,数组inbss和indata位于不同的段(inbss位于bss段,而indata位于data段) 若把test.cpp中的indata数组拿掉,查看生成的exe文件的大小,可以发现,indata拿掉之后exe文件的大小小了很多。而若拿掉的是inbss数组,exe文件大小跟没拿掉时相差无几。 说明了: bss段(未手动初始化的数据)并不给该段的数据分配空间,只是记录数据所需空间的大小。 data(已手动初始化的数据)段则为数据分配空间,数据保存在目标文件中。 数据段包含经过初始化的全局变量以及它们的值。BSS段的大小从可执行文件中得到 ,然后链接器得到这个大小的内存块,紧跟在数据段后面。当这个内存区进入程序的地址空间后全部清零。包含数据段和BSS段的整个区段此时通常称为数据区。 |
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