计算机系统篇之链接（10）：.bss.data 和 .rodata section 之间的区别

Posted 2022-11-28 csstormq

计算机系统篇之链接（10）：.bss、.data 和 .rodata section 之间的区别

Author:stormQ

Friday, 08. May 2020 10:20PM

---

Section 名称	区别1：用途不同	区别2：在目标文件中占用的空间不同
.rodata	用于维护只读数据，比如：常量字符串、带 const 修饰的全局变量和静态变量等	在目标文件中占用空间
.data	用于维护初始化的且初始值非0的全局变量和静态变量（不带 const 修饰）	在目标文件中占用空间
.bss	用于维护未初始化的或初始值为0的全局变量和静态变量（不带 const 修饰）	不占用目标文件的空间

注：

• 对于未初始化的全局变量和静态变量的初始值在运行期会被赋为0。从而，达到 .bss section 用于减少目标文件的大小的目的。

• 临时变量（即局部非静态变量）既不出现在.data中，也不出现在.bss中。它由运行期栈维护。

• 严格地讲，gcc 将 C 程序（以 .c 结尾的源文件）中的未初始化的全局变量标记为COMMON，而不是放到.bsssection 中。对于 C++ 程序，无论是 gcc 还是 g++，都会将程序中未初始化的全局变量放到.bsssection 中。关于这一点，有兴趣的可以自己验证下。

区别1和区别2的验证过程：

# 查看 sum.cpp
$ cat sum.cpp 
int sum(int a, int b)

  static int val_1;
  static int val_2 = 0;
  static int val_3 = 1;
  static int val_4 = 0;
  static int val_5 = 2;
  const static int val_6 = 0;
  return a + b;

# 生成可重定位目标文件 sum.o
$ g++ -c sum.cpp -o sum.o
# 查看 sum.o 的 sections
$ readelf -S sum.o
There are 12 section headers, starting at offset 0x340:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type             Address           Offset
       Size              EntSize          Flags  Link  Info  Align
  [ 0]                   NULL             0000000000000000  00000000
       0000000000000000  0000000000000000           0     0     0
  [ 1] .text             PROGBITS         0000000000000000  00000040
       0000000000000014  0000000000000000  AX       0     0     1
  [ 2] .data             PROGBITS         0000000000000000  00000054
       0000000000000008  0000000000000000  WA       0     0     4
  [ 3] .bss              NOBITS           0000000000000000  0000005c
       000000000000000c  0000000000000000  WA       0     0     4
  [ 4] .rodata           PROGBITS         0000000000000000  0000005c
       0000000000000004  0000000000000000   A       0     0     4
  [ 5] .comment          PROGBITS         0000000000000000  00000060
       0000000000000033  0000000000000001  MS       0     0     1
  [ 6] .note.GNU-stack   PROGBITS         0000000000000000  00000093
       0000000000000000  0000000000000000           0     0     1
  [ 7] .eh_frame         PROGBITS         0000000000000000  00000098
       0000000000000038  0000000000000000   A       0     0     8
  [ 8] .rela.eh_frame    RELA             0000000000000000  000002c8
       0000000000000018  0000000000000018   I      10     7     8
  [ 9] .shstrtab         STRTAB           0000000000000000  000002e0
       000000000000005c  0000000000000000           0     0     1
  [10] .symtab           SYMTAB           0000000000000000  000000d0
       0000000000000180  0000000000000018          11    15     8
  [11] .strtab           STRTAB           0000000000000000  00000250
       0000000000000078  0000000000000000           0     0     1
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), l (large)
  I (info), L (link order), G (group), T (TLS), E (exclude), x (unknown)
  O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)

从上面的 sum.o 的 sections 信息，可以看出：

1）.data的大小为 8（Size 列的值为 0000000000000008），在目标文件中占用 8 字节（00000054～0000005c）；

2）.bss的大小为 12（Size 列的值为 000000000000000c），在目标文件中占用 0 字节（.bss在目标文件中的偏移量为 0000005c，.bss下一个 section——comment在目标文件中的偏移量为 0000005c）。因此，可以得出结论：.bss不占用目标文件的空间。

3）.rodata的大小为 4（Size 列的值为 0000000000000004），在目标文件中占用 4 字节（0000005c～00000060）。从而，验证了"区别2：在目标文件中占用的空间不同"。

4）sum.cpp 中初始化的且初始值非0的变量（不带 const 修饰）有两个：val_3、val_5，占用 8 字节，与.data的大小一致；未初始化的或初始值为0的变量（不带 const 修饰）有三个：val_1、val_2、val_4，占用 12 字节，与.bss的大小一致；带 const 修饰的全局变量和静态变量有一个：val_6，占用 4 字节，与.rodata的大小一致。从而，验证了"区别1：用途不同"。

最后，可以总结出对于 C++ 程序中一个全局变量或静态变量到底存放在.rodata、.data、.bss中哪一个 section 的判断规则为：首先判断全局变量或静态变量是否带 const 修饰。如果带 const 修饰， 无论初始值是否为0，都会存放到.rodatasection 中；否则，判断是否已初始化且初始值是否为0。如果已初始化且初始值非0，则存放到.datasection 中；否则，存放到.bsssection 中。

如果你觉得本文对你有所帮助，欢迎关注公众号，支持一下！