浅谈text段、data段和bss段
一般情况,一个程序本质上都是由 bss段、data段、text段三个段组成——这是计算机程序设计中重要的基本概念。而且在嵌入式系统的设计中也非常重要,牵涉到嵌入式系统运行时的内存大小分配,存储单元占用空间大小的问题。
在采用段式内存管理的架构中(比如intel的80x86系统),bss段(Block Started by Symbol segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域,一般在初始化时bss 段部分将会清零(bss段属于静态内存分配,即程序一开始就将其清零了)。
比如,在C语言程序编译完成之后,已初始化的全局变量保存在.data 段中,未初始化的全局变量保存在.bss 段中。
text段: 用于存放程序代码的区域, 编译时确定, 只读。更进一步讲是存放处理器的机器指令,当各个源文件单独编译之后生成目标文件,经连接器链接各个目标文件并解决各个源文件之间函数的引用,与此同时,还得将所有目标文件中的.text段合在一起,但不是简单的将它们“堆”在一起就完事,还需要处理各个段之间的函数引用问题。
在嵌入式系统中,如果处理器是带MMU(MemoryManagement Unit,内存管理单元),那么当我们的可执行程序被加载到内存以后,通常都会将.text段所在的内存空间设置为只读,以保护.text中的代码不会被意外的改写(比如在程序出错时)。当然,如果没有MMU就无法获得这种代码保护功能。
data段 :用于存放在编译阶段(而非运行时)就能确定的数据,可读可写。也是通常所说的静态存储区,赋了初值的全局变量、常量和静态变量都存放在这个域。
而bss段不在可执行文件中,由系统初始化。
关于data和bss段更详细的区别我们不妨用下面2段小程序说明一下
程序1:
int ar[30000];
void main()
{
......
}
程序2:
int ar[300000] = {1, 2, 3, 4, 5, 6 };
void main()
{
......
}
发现程序2编译之后所得的可执行文件比程序1大得多。
为什么?
区别很明显,程序1位于bss段,程序2位于data段,两者的区别在于:
全局的未初始化变量存在于bss段中,具体体现为一个占位符,全局的已初始化变量存于data段中,而函数内的自动变量都在栈上分配空间。
bss不占用可执行文件空间,其内容由操作系统初始化(清零),裸机程序需要自行手动清零。
而data段则需要占用可执行文件空间,其内容由程序初始化,因此造成了上述情况。
注意:
bss段(未手动初始化的数据)并不给该段的数据分配空间,只是记录数据所需空间的大小。
data段(已手动初始化的数据)为数据分配空间,数据保存在目标文件中。
data段包含经过初始化的全局变量以及它们的值。
BSS段的大小从可执行文件中得到,然后链接器得到这个大小的内存块,紧跟在数据段后面。当这个内存区进入程序的地址空间后全部清零,包含data和bss段的整个区段此时通常称为数据区。
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