为啥公共部分变量只显示在目标文件而不是可执行文件中？

Posted 2023-02-24

【中文标题】为啥公共部分变量只显示在目标文件而不是可执行文件中？

【英文标题】：Why do common section variables only show up in object file not the executable?为什么公共部分变量只显示在目标文件而不是可执行文件中？

【发布时间】：2013-02-12 19:21:01

【问题描述】：

我试图更多地了解可执行文件的“公共”部分，我注意到在编译代码上执行objdump 时，我可以看到仅在目标文件上的公共代码中放置的变量 (*.o ) 不在可执行文件上。

这是为什么呢？

//test.c

int i[1000];
int main()return 0;

构建命令：

> gcc -g0 -fcommon -c test.c
> gcc -g0 -fcommon test.c

objdump 在符号表的公共部分显示i：

> objdump -x test.o
  ...
  SYMBOL TABLE:
  ...
  00000fa0    O   *COM*   00000020  i

除非我在可执行文件上运行它：

> objdump -x a.out
  ...
  SYMBOL TABLE:
  ...
  0804a040 g  O   .bss    00000fa0  i

如果我使用-fno-common 标志重建目标文件，它会显示在.bss 段中，就像它在可执行文件上一样。最终的可执行文件没有这个“COMMON”部分吗？

【参考方案1】：

通用部分是链接器知道的。它基本上将所有common 内容放入[典型] 可执行文件具有的三个或四个实际部分之一（代码或文本、数据、bss - 有时还有一个rodata）。

因此，在这种情况下，您的变量最终以 .bss 结尾，因为它们没有被初始化。

来自-fcommon/-fno-common上的 gcc 手册

在 C 代码中，控制未初始化的全局变量的位置。 Unix C 编译器传统上允许多个定义 通过将这些变量放置在不同的编译单元中 在一个公共块中。这是 -fcommon 指定的行为，并且是 大多数目标上 GCC 的默认值。另一方面，这种行为 ISO C 不要求，并且在某些目标上可能带有速度或 变量引用的代码大小惩罚。 -fno-common 选项 指定编译器应放置未初始化的全局 对象文件的数据部分中的变量，而不是 将它们生成为公共块。这样做的效果是，如果相同 变量在两种不同的编译中被声明（没有外部）， 链接它们时会出现多定义错误。在这种情况下， 您必须改为使用 -fcommon 进行编译。使用 -fno-common 编译是 对于它提供更好性能的目标很有用，或者如果您 希望验证该程序是否可以在其他系统上运行 以这种方式处理未初始化的变量声明。

所以，-fno-common 或 -fcommon 只有在有多个名为 i 的全局变量时才会有所不同[并且它们应该具有相同的大小，否则您的程序会变得无效，这会差一个档次比未定义的行为！]

【讨论】：

好的...那么公共部分的意义何在？ fcommon 和 fno-common 的最终结果是未初始化的变量最终出现在可执行文件的 .bss 段中；还是因为与您写"[a typical]" 相同的原因而存在？表示有例外

@Mike 但是编译器不知道这一点 - 这是链接器的工作来解决这个问题。对于提供 .bss 部分的目标（和可执行格式），通常在运行时分配和初始化 bss 部分。在不具备这种能力的目标上，公共部分最终位于可执行文件中，如果您有一个 10Mb 的全局数组，那么您的可执行文件最终会变成 10Mb 大。这也允许您编写自己的链接器脚本，并将这些公共部分放置在您想要的位置。 -fno-common 还有其他用途，但 gcc 手册页对此进行了说明。

我说“典型”是因为在某些架构中可以添加额外的部分，并且这些部分也可以分配各种属性。并非所有编译器、链接器等都支持这一点，gcc 能够在具有大量操作系统架构的大量系统上运行。我不想有人指出，在 OS glurf 上，使用链接器 X，你有一些名为 ...的部分，等等。

AFAIK，如果在使用 -fno-common 编译的两个不同目标文件中有两个名为 i 的全局变量，并且您尝试链接它们，则链接器将出错。

我不确定我观察到了什么，但是当尝试在 Apple 平台上测试某些程序时，Valgrind 点亮了一棵圣诞树。苹果要么（1）将一些初始化的全局变量放在一起，要么（2）对它们所在的部分执行延迟初始化。我可以阻止 Valgrind 发现的唯一方法是在问题变量。我们可能应该在命令行中添加-fno-common。