[转] bss段data段text段

Posted 2020-09-22 HZero

1.前言

一个程序本质上都是由 BSS 段、DATA段、TEXT段三个组成的。

本文主要分编译时和运行时分别对 对data段 bss段 text段 堆 栈作一简要说明

2. 程序编译时概念说明 

程序与编译后的目标文件有如下的对应关系：

图 C语言代码与目标文件的对应关系

2.1 bss段

bss段（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化（或初始化为0）的全局变量的一块内存区域。

运行时所需要的BSS段大小记录在目标文件中，但BSS段并不占据目标文件的任何空间。

bss是英文Block Started by Symbol的简称。

bss段属于静态内存分配。 

2.2 data：

数据段（data segment）通常是指用来存放程序中已初始化(非零)的非const的全局变量的一块内存区域。

数据段属于静态内存分配。 

注：const全局变量一般放到了rodata段，初始化为零的全局变量可能被编译器优化到 bss段

2.3 text段

代码段（code segment/text segment）通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。

这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读(某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序)。

在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。

注：1. text和data段都在可执行文件中（在嵌入式系统里一般是固化在镜像文件中），由系统从可执行文件中加载；

      而bss段不在可执行文件中，由系统初始化。

      2text段一般也包含rodata段，text段可以存放到flash中；

        data段也放到flash中，运行时由flash中加载到SRAM;

        bss段在运行时系统创建，存放到RAM中

3. 程序运行时概念说明

可执行文件在内存中有如下的布局：

图 可执行文件在内存中的布局

3.1 堆

堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。

当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；

当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）。

3.2 栈

栈又称堆栈，是用户存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量（但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量）。

除此以外，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且待到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。

由于栈的先进先出(FIFO)特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。

从这个意义上讲，我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。 

4.程序举例

4.1 程序示例1

1 int bss_array[1024 * 1024] = {0};
2 
3 int main(int argc, char* argv[])
4 {
5     return 0;
6 }

 

[root@localhost bss]# gcc -g bss.c -o bss.exe
[root@localhost bss]# ll
total 12
-rw-r--r-- 1 root root   84 Jun 22 14:32 bss.c
-rwxr-xr-x 1 root root 5683 Jun 22 14:32 bss.exe

 

结论：变量bss_array的大小为4M，而可执行文件的大小只有5K。 由此可见，bss类型的全局变量只占运行时的内存空间，而不占文件空间。

4.2 程序示例2

1 int data_array[1024 * 1024] = {1};
2 
3 int main(int argc, char* argv[])
4 {
5     return 0;
6 }

 

[root@localhost data]# gcc -g data.c -o data.exe
[root@localhost data]# ll
total 4112
-rw-r--r-- 1 root root      85 Jun 22 14:35 data.c
-rwxr-xr-x 1 root root 4200025 Jun 22 14:35 data.exe

 

 结论：仅仅是把初始化的值改为非零了，文件就变为4M多。由此可见，data类型的全局变量是即占文件空间，又占用运行时内存空间的。

5. 参考文档

[1] http://www.cnblogs.com/yanghong-hnu/p/4705755.html

[2] http://blog.csdn.net/laiqun_ai/article/details/8528366