C中的bss段

Question

在关于 " 关于Unix中的bss段和数据段 "的问题的答案之一中,我看到对bss的解释如下:

Bss是特殊的:.bss对象不占用目标文件中的任何空间,并且通过将未特别初始化的所有符号分组在一起,可以很容易地将它们一次归零.

但是当我在目标文件上使用size时,会生成代码:

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

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

我有以下内容

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

并根据具有全局范围的未初始化数据成员查看bss的增长情况.那么有人可以证明上述陈述的合理性吗？

Answer 1

如果你删除stdio.h,你的输出可能会更有意义.让我们忽略该库,因为它包含内部变量.

在您的具体情况下,会发生以下情况:

int uninit_global_var;

由于这是在文件范围内分配的变量,具有静态存储持续时间,就像声明为的任何变量一样static.C标准要求如果程序员未明确初始化具有静态存储持续时间的变量,则在程序启动之前必须将其设置为零.所有这些变量都放在.bss段中.

int init_global_var=5;

此变量也在文件范围内分配,因此它也将具有静态存储持续时间.但在这种情况下,它由程序员初始化.C标准要求在程序启动之前将这些变量设置为给定的值.这些变量放在.data段中.

   int local_var;

此变量具有自动存储持续时间(本地).编译器很可能会优化掉这个变量,因为它没有任何用途.但我们假设这种优化不会发生.然后,变量将在运行时分配,当它所驻留的范围(块)执行时,一旦该范围被finsihed(它超出范围)就停止存在.它将在堆栈或CPU寄存器中分配.换句话说,在链接时,这个变量只作为程序代码存在,以某些汇编指令的形式表示"在堆栈上推送一个int",然后"从堆栈中弹出一个int".

如何初始化这些不同类型的变量取决于系统.但通常会在调用main之前由编译器注入一些代码.这是一种过度简化,但出于教育学的考虑,您可以想象您的程序实际上是这样的:

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

具有真正非易失性存储器的嵌入式系统将完全像上述代码一样工作,而基于RAM的系统可以不同地解决数据初始化部分.bss在所有系统上的工作方式相同.

您可以通过运行以下程序轻松验证它们是否存储在不同的段中:

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);
}

您将看到"uninit"变量在相邻地址处分配,但在与其他变量不同的地址处分配.与"init"变量相同."本地"变量可以在任何地方分配,因此您可以从这两个变量获得任何类型的奇怪地址.

Answer 2

我肯定不知道答案,但我的猜测是:

bss段的SIZE位于目标文件中,并按大小显示 - >毕竟必须分配它.

但是当bss段增长时,目标文件不会增长.