[必须掌握].bss 段和.data段的区别

转自 FoxWolf的Blog :http://blogger.org.cn/blog/more.asp?name=FoxWolf&id=29997

【例一】

cl 编译两个小程序如下:

程序 1:

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


程序 2:

int  ar[300000] =  {1, 2, 3, 4, 5, 6 };
void  main()
{
    ......
}


发现程序 2 编译之后所得的 .exe 文件比程序 1 的要大得多。当下甚为 不解,于是手工编译了一下,并使用了 /FAs 编译选项来查看了一下其各自的 .asm ,发现在程序 1.asm ar 的定义如下:

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


而在程序 2.asm 中, ar 被定义为:

_DATA SEGMENT
     ?ar@@3PAHA DD 01H     ; ar
                DD 02H
                DD 03H
                ORG $+1199988
_DATA ENDS


区别很明显,一个位于 .bss 段,而另一个位于 .data 段,两者的区别在于:全局的未初始化变量存在于 .bss 段中,具体体现为一个占位符;全局的已初始化变量存于 .data 段中;而函数内 的自动变量都在栈上分配空间。 .bss 是不占用 .exe 文件空间的,其内容由操作系统初始化(清零);而 .data 却需要占用,其内容由程序初始化,因此造成了上述情况。

【例二】

编译如下程序( test.cpp :
#include <stdio.h>

#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<LEN; ++i)
        printf("%d ", inbss[i]);
    return 0;
}

命令: cl /FA  test.cpp 回车 (/FA: 产生汇编代码 )
产生的汇编代码 (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
 
----------------------------------------
通过汇编文件可 以看到,数组 inbss 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 数组拿掉,查看生成的 exe 文件的大小,可以发现, indata 拿掉之后 exe 文件的大小小了很多。而若拿掉的是 inbss 数组, exe 文件大小跟没拿 掉时相差无几。

说明了:
bss
段(未手动初始化的数据)并不给该段的数据分配空间,只是记录数据所需空间的大小。
data (已手动初始化的数据)段则为数据分配空间,数据保存在目标文件中。

数据段包含经过初始化的全局变量以及它们的值。 BSS 段的大小从可执行文件中得到 ,然后链接器得到这个大小的内存块,紧跟在数据段后面。当这个内存区进入程序 的地址空间后全部清零。包含数据段和 BSS 段的整个区段此时通常称为数据区。

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