bss 和数据段中的整型变量大小

Question

我正在使用一个测试程序来理解内核版本为 2.6.32-279.el6.x86_64 的 linux 6.3 上的 C 内存模型。

首先我编译了下面的代码，

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    static int i = 100; /* Initialized static variable stored in DS*/
    return 0;
}

在运行 size 命令时，我得到了以下结果，

[root@rachitjain jan14]# size a.out
   text    data     bss     dec     hex filename
   1040     488      16    1544     608 a.out

然后，在删除静态变量“i”的初始化后，我的代码变为，

include <stdio.h>
int main(void)
{
    static int i ;
    return 0;
}

上面编译后的运行大小，

[root@rachitjain jan14]# size a.out
   text    data     bss     dec     hex filename
   1040     484      24    1548     60c a.out

bss 部分增加了 8 个字节，但 data 部分仅减少了 4 个字节。为什么移动到 bss 段时大小会加倍为整数？

我也测试了这个角色和浮动，观察到相同的行为。

Answer 1

看，答案是.bss部分有在64位上对齐的要求，而.data没有这个要求。

你怎么能看到这个？当您构建程序时，ld 使用默认链接描述文件来构建您的程序。添加-Wl,-verbose就可以看到：

g++ main.cpp -Wl,-verbose

当您构建 64 位应用程序时，这是 .bss 部分的默认对齐方式：

  .bss            :
  {
   *(.dynbss)
   *(.bss .bss.* .gnu.linkonce.b.*)
   *(COMMON)
   /* Align here to ensure that the .bss section occupies space up to
      _end.  Align after .bss to ensure correct alignment even if the
      .bss section disappears because there are no input sections.
      FIXME: Why do we need it? When there is no .bss section, we don't
      pad the .data section.  */
   . = ALIGN(. != 0 ? 64 / 8 : 1);
  }

正如你所看到的，ALIGN(. != 0 ? 64 / 8 : 1);告诉你对齐到 8 个字节

当您构建 32 位应用程序 (g++ -m32 main.cpp -Wl,-verbose) 时，这是 .bss 部分的默认对齐方式：

  .bss            :
  {
   *(.dynbss)
   *(.bss .bss.* .gnu.linkonce.b.*)
   *(COMMON)
   /* Align here to ensure that the .bss section occupies space up to
      _end.  Align after .bss to ensure correct alignment even if the
      .bss section disappears because there are no input sections.
      FIXME: Why do we need it? When there is no .bss section, we don't
      pad the .data section.  */
   . = ALIGN(. != 0 ? 32 / 8 : 1);
  }

您的 .data 部分显然在默认链接器脚本中没有任何 ALIGN 命令：

  .data           :
  {
    *(.data .data.* .gnu.linkonce.d.*)
    SORT(CONSTRUCTORS)
  }

有用的链接：

• http://sourceware.org/ml/binutils/2009-05/msg00174.html
• http://access.redhat.com/site/documentation/en-US/Red_Hat_Enterprise_Linux/4/html/Using_ld_the_GNU_Linker/expressions.html）
• http://lwn.net/Articles/531148/
• 链接描述文件中的 ALIGN