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標(biāo)題: BSS段、數(shù)據(jù)段、代碼段、堆與棧 [打印本頁]

作者: 51黑ren 時間: 2015-12-27 03:25
標(biāo)題: BSS段、數(shù)據(jù)段、代碼段、堆與棧
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(nèi)存區(qū)域。BSS是英文Block Started by Symbol的簡稱。BSS段屬于靜態(tài)內(nèi)存分配。

數(shù)據(jù)段：數(shù)據(jù)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(nèi)存區(qū)域。數(shù)據(jù)段屬于靜態(tài)內(nèi)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(nèi)存區(qū)域。這部分區(qū)域的大小在程序運行前就已經(jīng)確定，并且內(nèi)存區(qū)域通常屬于只讀, 某些架構(gòu)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(shù)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(nèi)存段，它的大小并不固定，可動態(tài)擴張或縮減。當(dāng)進程調(diào)用malloc等函數(shù)分配內(nèi)存時，新分配的內(nèi)存就被動態(tài)添加到堆上（堆被擴張）；當(dāng)利用free等函數(shù)釋放內(nèi)存時，被釋放的內(nèi)存從堆中被剔除（堆被縮減）

棧(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(shù)括弧“{}”中定義的變量（但不包括static聲明的變量，static意味著在數(shù)據(jù)段中存放變量）。除此以外，在函數(shù)被調(diào)用時，其參數(shù)也會被壓入發(fā)起調(diào)用的進程棧中，并且待到調(diào)用結(jié)束后，函數(shù)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(fù)調(diào)用現(xiàn)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(shù)據(jù)的內(nèi)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, 6 };
void main()
{
......
}

發(fā)現(xiàn)程序2編譯之后所得的.exe文件比程序1的要大得多。當(dāng)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(xiàn)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(xiàn)為一個占位符；全局的已初始化變量存于.data段中；而函數(shù)內(nèi)的自動變量都在棧上分配空間。.bss是不占用.exe文件空間的，其內(nèi)容由操作系統(tǒng)初始化（清零）；而.data卻需要占用，其內(nèi)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(chǎn)生匯編代碼)
產(chǎn)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(shù)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(shù)組拿掉，查看生成的exe文件的大小，可以發(fā)現(xiàn)，indata拿掉之后exe文件的大小小了很多。而若拿掉的是inbss數(shù)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(shù)據(jù)）并不給該段的數(shù)據(jù)分配空間，只是記錄數(shù)據(jù)所需空間的大小。
data（已手動初始化的數(shù)據(jù)）段則為數(shù)據(jù)分配空間，數(shù)據(jù)保存在目標(biāo)文件中。

數(shù)據(jù)段包含經(jīng)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(nèi)存塊，緊跟在數(shù)據(jù)段后面。當(dāng)這個內(nèi)存區(qū)進入程序的地址空間后全部清零。包含數(shù)據(jù)段和BSS段的整個區(qū)段此時通常稱為數(shù)據(jù)區(qū)。

作者: 李小川希比 時間: 2016-3-17 14:09
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