(深入理解計算機系統) bss段，data段、text段、堆(heap)和棧(stack)

 

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域。

　　bss是英文Block Started by Symbol的簡稱。

　　bss段屬於靜態內存分配。 

  

data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域。

　　數據段屬於靜態內存分配。 

  

text段：

　　代碼段（code segment/text segment）通常是指用來存放程序執行代碼的一塊內存區域。

　　這部分區域的大小在程序運行前就已經確定，並且內存區域通常屬於只讀(某些架構也允許代碼段爲可寫，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）：

　　堆是用於存放進程運行中被動態分配的內存段，它的大小並不固定，可動態擴張或縮減。

　　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）。

  

棧(stack)：

　　 棧又稱堆棧，是用戶存放程序臨時創建的局部變量，

　　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意味着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起調用的進程棧中，並且待到調用結束後，函數的返回值也會被存放回棧中。

　　由於棧的先進先出(FIFO)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。 

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一個程序本質上都是由 bss段、data段、text段三個組成的。

　　這樣的概念，不知道最初來源於哪裏的規定，但在當前的計算機程序設計中是很重要的一個基本概念。

　　而且在嵌入式系統的設計中也非常重要，牽涉到嵌入式系統運行時的內存大小分配，存儲單元佔用空間大小的問題。

    在採用段式內存管理的架構中（比如intel的80x86系統），bss段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域，

　　一般在初始化時bss 段部分將會清零。bss段屬於靜態內存分配，即程序一開始就將其清零了。

    比如，在C語言之類的程序編譯完成之後，已初始化的全局變量保存在.data 段中，未初始化的全局變量保存在.bss 段中。

　　text和data段都在可執行文件中（在嵌入式系統裏一般是固化在鏡像文件中），由系統從可執行文件中加載；

　　而bss段不在可執行文件中，由系統初始化。

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【例】

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()
{
    ......
}

發現程序2編譯之後所得的.exe文件比程序1的要大得多。當下甚爲不解，於是手工編譯了一下，並使用了/FAs編譯選項來查看了一下其各自的.asm，

發現在程序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被定義爲：

_DATA SEGMENT
     ?ar@@3PAHA DD 01H  ; ar
                DD 02H
                DD 03H
                ORG $+1199988
_DATA ENDS
區別很明顯，一個位於.bss段，而另一個位於.data段，兩者的區別在於：

全局的未初始化變量存在於.bss段中，具體體現爲一個佔位符；

全局的已初始化變量存於.data段中；

而函數內的自動變量都在棧上分配空間；

.bss是不佔用.exe文件空間的，其內容由操作系統初始化（清零）；

.data卻需要佔用，其內容由程序初始化。因此造成了上述情況。

bss段（未手動初始化的數據）並不給該段的數據分配空間，只是記錄數據所需空間的大小；

bss段的大小從可執行文件中得到 ，然後鏈接器得到這個大小的內存塊，緊跟在數據段後面。

data段（已手動初始化的數據）則爲數據分配空間，數據保存在目標文件中；

data段包含經過初始化的全局變量以及它們的值。當這個內存區進入程序的地址空間後全部清零。

 

包含data段和bss段的整個區段此時通常稱爲數據區。