为什么要使用 .data 而不是在 .bss 中为程序集/C 中的变量保留空间并在运行时初始化？

Question

首先：我知道有很多网页（包括 stackoverflow 上的讨论）讨论了数据声明之间的差异.bss和数据声明的差异，但我有一个具体的问题，不幸的是我没有在这些页面上找到答案，.data所以我在这里问:-)。

我是汇编方面的大初学者，所以如果问题很愚蠢，我深表歉意:-)。

我正在 x86 64 位 Linux 操作系统上学习汇编，但我认为我的问题更笼统，可能不特定于操作系统/架构。

.bss我发现和部分的定义.data有点奇怪。我总是可以声明一个变量，然后从我的代码（部分）.bss中移动该变量中的值，对吧？那么，当我知道在本节中声明的变量会增加可执行文件的大小时，.text为什么要在该节中声明变量呢？.data

我也可以在 C 编程的上下文中问这个问题：如果声明它未初始化然后在代码开头为其赋值更有效，为什么我应该在声明变量时初始化它？

我认为我的内存管理方法很幼稚而且不正确，但我不明白为什么。

Answer 1

.bss是放置零初始化静态数据的地方，例如 C int x;（在全局范围内）。int x = 0;这与 static / global （静态存储类）¹相同。

.data是放置非零初始化静态数据的位置，就像int x = 2; 如果将其放入 BSS 中，则需要一个运行时静态“构造函数”来初始化 BSS 位置。就像 C++ 编译器对static const int prog_starttime = __rdtsc();. （尽管它是 const，但初始化器不是编译时常量，因此它不能进入.rodata​​）

.bss使用运行时初始化程序对于大部分为零或填充相同值（memset / ）的大数组来说是有意义的rep stosd，但在实践中，使用当前的编译器，写入char buf[1024000] = {1};将把几乎全零的1MB放入.data。

否则效率不是更高。一条mov dword [myvar], imm32指令有 10 个字节长，在可执行文件中花费的字节数是在.data. 此外，初始化代码必须被执行和加载，并且 4 个字节的 BSS 空间也占用 RAM。

相比之下，section .rodata（或.rdata在 Windows 上）编译器放置字符串文字、FP 常量和static const int x = 123; （实际上，x通常会在编译单元中使用它的任何地方作为立即数内联，让编译器优化掉任何静态存储。但是如果您采取它的地址并传递&x给函数，编译器需要它存在于内存中的某个地方，并且位于.rodata)

脚注 1：在函数内部，int x;如果编译器没有将其优化掉或放入寄存器中，则在为具有 x86 之类的堆栈的普通寄存器机进行编译时，该函数将位于堆栈上。

我也可以在 C 编程的背景下问这个问题

在 C 语言中，优化编译器将与函数内部的处理方式int x; x=5;几乎相同。int x=5;不涉及静态存储。查看实际的编译器输出通常很有启发性：请参阅如何从 GCC/clang 程序集输出中删除“噪音”？。

在函数之外，在全局范围内，您不能编写诸如x=5;. 您可以在 的顶部执行此操作main，然后欺骗编译器生成更糟糕的代码。

在带有 的函数内static int x = 5;，初始化发生一次。（在编译时）。如果您这样做，static int x; x=5;每次输入函数时静态存储都会重新初始化，并且您可能还没有使用，static除非您有其他原因需要静态存储类。（例如，返回一个指向x该函数返回后仍然有效的指针。）