Was ich weiß ist, dass globale und statische Variablen im .dataSegment gespeichert sind und nicht initialisierte Daten im .bssSegment sind. Was ich nicht verstehe ist, warum wir ein dediziertes Segment für nicht initialisierte Variablen haben? Wenn einer nicht initialisierten Variablen zur Laufzeit ein Wert zugewiesen wurde, ist die Variable dann nur noch im .bssSegment vorhanden?
Im folgenden Programm abefindet sich im .dataSegment und bbefindet sich im .bssSegment; Ist das korrekt? Bitte korrigieren Sie mich, wenn mein Verständnis falsch ist.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
int b[20]; /* Uninitialized, so in the .bss and will not occupy space for 20 * sizeof (int) */
int main ()
{
;
}
Beachten Sie auch das folgende Programm:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int var[10]; /* Uninitialized so in .bss */
int main ()
{
var[0] = 20 /* **Initialized, where this 'var' will be ?** */
}
c
linux
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Antworten:
Der Grund ist, die Programmgröße zu reduzieren. Stellen Sie sich vor, Ihr C-Programm läuft auf einem eingebetteten System, auf dem der Code und alle Konstanten in einem echten ROM (Flash-Speicher) gespeichert sind. In solchen Systemen muss ein anfängliches "Kopieren" ausgeführt werden, um alle statischen Speicherdauerobjekte festzulegen, bevor main () aufgerufen wird. Es wird normalerweise wie folgt aussehen:
Wobei .data und .bss im RAM gespeichert sind, init_value jedoch im ROM. Wenn es ein Segment gewesen war, musste das ROM mit vielen Nullen gefüllt werden, was die ROM-Größe signifikant erhöhte.
RAM-basierte ausführbare Dateien funktionieren ähnlich, obwohl sie natürlich kein echtes ROM haben.
Außerdem ist memset wahrscheinlich ein sehr effizienter Inline-Assembler, was bedeutet, dass das Herunterfahren des Starts schneller ausgeführt werden kann.
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Das
.bssSegment ist eine Optimierung. Das gesamte.bssSegment wird durch eine einzelne Zahl beschrieben, wahrscheinlich 4 Byte oder 8 Byte, die seine Größe im laufenden Prozess.dataangibt , während der Abschnitt so groß ist wie die Summe der Größen der initialisierten Variablen. Dadurch werden die.bssausführbaren Dateien kleiner und können schneller geladen werden. Andernfalls könnten sich die Variablen im.dataSegment mit expliziter Initialisierung auf Nullen befinden. Das Programm würde es schwer haben, den Unterschied zu erkennen. (Im Detail würde sich die Adresse der Objekte in.bsswahrscheinlich von der Adresse unterscheiden, wenn sie sich im.dataSegment befindet.)Im ersten Programm
awäre im.dataSegment undbwäre im.bssSegment der ausführbaren Datei. Sobald das Programm geladen ist, spielt die Unterscheidung keine Rolle mehr. Zur Laufzeitbnimmt20 * sizeof(int)Bytes.Im zweiten Programm
varwird Speicherplatz zugewiesen, und die Zuweisung inmain()ändert diesen Speicherplatz. Es kommt also vor, dass der Speicherplatz fürvarim.bssSegment und nicht im.dataSegment beschrieben wurde, dies hat jedoch keinen Einfluss auf das Verhalten des Programms beim Ausführen.quelle
edata). In der Praxis ist die .bss-Datei nach Abschluss des Prozessabbilds nicht mehr im Speicher vorhanden. Die auf Null gesetzten Daten sind ein einfacher Teil des Abschnitts .data. Aber die Details variieren je nach Betrieb usw.Von Assembly Language Step-by-Step: Programmieren mit Linux von Jeff Duntemanns in Bezug auf dem .data Abschnitt:
und der Abschnitt .bss :
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Zunächst einmal sind diese Variablen in Ihrem Beispiel nicht nicht initialisiert. C gibt an, dass statische Variablen, die nicht anderweitig initialisiert wurden, auf 0 initialisiert werden.
Der Grund für .bss sind kleinere ausführbare Dateien, die Platz sparen und ein schnelleres Laden des Programms ermöglichen, da der Loader nur eine Reihe von Nullen zuweisen kann, anstatt die Daten von der Festplatte kopieren zu müssen.
Beim Ausführen des Programms lädt der Programmlader .data und .bss in den Speicher. Schreibvorgänge in Objekten, die sich in .data oder .bss befinden, werden daher nur in den Speicher verschoben. Sie werden zu keinem Zeitpunkt in die Binärdatei auf der Festplatte geschrieben.
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Das System V ABI 4.1 (1997) (AKA ELF-Spezifikation) enthält auch die Antwort:
sagt, dass der Abschnittsname
.bssreserviert ist und Spezialeffekte hat, insbesondere belegt er keinen Dateibereich , also den Vorteil gegenüber.data.Der Nachteil ist natürlich, dass alle Bytes auf gesetzt werden müssen,
0wenn das Betriebssystem sie in den Speicher stellt. Dies ist restriktiver, aber ein häufiger Anwendungsfall und funktioniert gut für nicht initialisierte Variablen.In der
SHT_NOBITSDokumentation zum Abschnittstyp wird diese Bestätigung wiederholt:Der C-Standard sagt nichts über Abschnitte aus, aber wir können leicht überprüfen, wo die Variable unter Linux mit
objdumpund gespeichert istreadelf, und daraus schließen, dass nicht initialisierte Globals tatsächlich in der Datei gespeichert sind.bss. Siehe zum Beispiel diese Antwort: Was passiert mit einer deklarierten, nicht initialisierten Variablen in C?quelle
Der Wikipedia-Artikel .bss bietet eine schöne historische Erklärung, da der Begriff aus der Mitte der 1950er Jahre stammt (yippee mein Geburtstag ;-).
Früher war jedes Bit wertvoll, daher war jede Methode zur Signalisierung des reservierten leeren Raums nützlich. Dies ( .bss ) ist derjenige, der stecken geblieben ist.
.data- Abschnitte sind für Leerzeichen gedacht , die nicht leer sind, sondern in die (Ihre) definierten Werte eingegeben wurden.
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