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BSS段、數據段、代碼段、堆與棧

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樓主
ID:99624 發(fā)表于 2015-12-27 03:25 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
BSS段:BSS段(bss segment)通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量的一塊內存區(qū)域。BSS是英文Block Started by Symbol的簡稱。BSS段屬于靜態(tài)內存分配。

數據段:數據段(data segment)通常是指用來存放程序中已初始化的全局變量的一塊內存區(qū)域。數據段屬于靜態(tài)內存分配。

代碼段:代碼段(code segment/text segment)通常是指用來存放程序執(zhí)行代碼的一塊內存區(qū)域。這部分區(qū)域的大小在程序運行前就已經確定,并且內存區(qū)域通常屬于只讀, 某些架構也允許代碼段為可寫,即允許修改程序。在代碼段中,也有可能包含一些只讀的常數變量,例如字符串常量等

堆(heap):堆是用于存放進程運行中被動態(tài)分配的內存段,它的大小并不固定,可動態(tài)擴張或縮減。當進程調用malloc等函數分配內存時,新分配的內存就被動態(tài)添加到堆上(堆被擴張);當利用free等函數釋放內存時,被釋放的內存從堆中被剔除(堆被縮減)

(stack)棧又稱堆棧,是用戶存放程序臨時創(chuàng)建的局部變量,也就是說我們函數括弧“{}”中定義的變量(但不包括static聲明的變量,static意味著在數據段中存放變量)。除此以外,在函數被調用時,其參數也會被壓入發(fā)起調用的進程棧中,并且待到調用結束后,函數的返回值也會被存放回棧中。由于棧的先進先出特點,所以棧特別方便用來保存/恢復調用現場。從這個意義上講,我們可以把堆棧看成一個寄存、交換臨時數據的內存區(qū)

 

【例一】

用cl編譯兩個小程序如下:
程序1:

int ar[30000];
void main()
{
    ......
}
程序2:

int ar[300000] {1, 2, 3, 4, 5, };
void main()
{
    ......
}


發(fā)現程序2編譯之后所得的.exe文件比程序1的要大得多。當下甚為不解,于是手工編譯了一下,并使用了/FAs編譯選項來查看了一下其各自的.asm,發(fā)現在程序1.asm中ar的定義如下:

_BSS SEGMENT
     ?ar@@3PAHA DD 0493e0H DUP (?)    ar
_BSS ENDS


而在程序2.asm中,ar被定義為:

_DATA SEGMENT
     ?ar@@3PAHA DD 01H     ar
                DD 02H
                DD 03H
                ORG $+1199988
_DATA ENDS
區(qū)別很明顯,一個位于.bss段,而另一個位于.data段,兩者的區(qū)別在于:全局的未初始化變量存在于.bss段中,具體體現為一個占位符全局的已初始化變量存于.data段中;而函數內的自動變量都在上分配空間。.bss是不占用.exe文件空間的,其內容由操作系統(tǒng)初始化(清零);.data卻需要占用,其內容由程序初始化因此造成了上述情況。

【例二】

編譯如下程序(test.cpp):
#include

#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
        printf("%d ", inbss[i]);
    return 0;
}
命令:cl /FA  test.cpp 回車 (/FA:產生匯編代碼)
產生的匯編代碼(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
 ----------------------------------------
通過匯編文件可以看到,數組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數組拿掉,查看生成的exe文件的大小,可以發(fā)現,indata拿掉之后exe文件的大小小了很多。而若拿掉的是inbss數組,exe文件大小跟沒拿掉時相差無幾。
說明了:
bss段(未手動初始化的數據)并不給該段的數據分配空間只是記錄數據所需空間的大小
data(已手動初始化的數據)段則為數據分配空間數據保存在目標文件中

數據段包含經過初始化的全局變量以及它們的值。BSS段的大小從可執(zhí)行文件中得到,然后鏈接器得到這個大小的內存塊,緊跟在數據段后面當這個內存區(qū)進入程序的地址空間后全部清零包含數據段和BSS段的整個區(qū)段此時通常稱為數據區(qū)

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沙發(fā)
ID:76664 發(fā)表于 2016-3-17 14:09 | 只看該作者
樓主厲害
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