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


這里是搬運之前看到寫的很好的一篇文章,附上:原文鏈接:https://www.cnblogs.com/yanghong-hnu/p/4705755.html

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。但是static變量也存在數據段中。

  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為可寫,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,並且待到調用結束后,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。 


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里的規定,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,存儲單元占用空間大小的問題。

    在采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后,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(在嵌入式系統里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。


【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編譯之后所得的.exe文件比程序1的要大得多。當下甚為不解,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被定義為:
_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,具體體現為一個占位符;
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是不占用.exe文件空間的,其內容由操作系統初始化(清零);
.data卻需要占用,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 ,然后鏈接器得到這個大小的內存塊,緊跟在數據段后面。
data段(已手動初始化的數據)則為數據分配空間,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后全部清零。
包含data段和bss段的整個區段此時通常稱為數據區。


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