.bss段和.data段的区别

一个程序本质上都是由 bss段、data段、text段三个组成的。这样的概念，不知道最初来源于哪里的规定，但 在当前的计算机程序设计中是很重要的一个基本概念。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语言之类的程序编译完成之后，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。
在《Programming ground up》里对.bss的解释为：There is another section called the .bss. This section is like the data section, except that it doesn’t take up space in the executable.
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。

http://blog.csdn.net/bobocheng1231/archive/2008/02/23/2115289.aspx

【例一】

用cl编译两个小程序如下：

程序1:

int ar[30000];
void main()
{
......
}

程序2:

int ar[300000] = {1, 2, 3, 4, 5, 6 };
void main()
{
......
}

发现程序2编译之后所得的.exe文件比程序1的要大得多。当下甚为不解，于是手工编译了一下，并使用了/FAs编译选项来查看了一下其各自的.asm，发现在程序1.asm中ar的定义如下：

_BSS SEGMENT
?ar@@3PAHA DD 0493e0H DUP (?) ; ar
_BSS ENDS

而在程序2.asm中，ar被定义为：

_DATA SEGMENT
?ar@@3PAHA DD 01H ; ar
DD 02H
DD 03H
ORG $+1199988
_DATA ENDS

区别很明显，一个位于.bss段，而另一个位于.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是不占用.exe文件空间的，其内容由操作系统初始化（清零）；而.data却需要占用，其内容由程序初始化，因此造成了上述情况。

【例二】

编译如下程序（test.cpp）:
#include <stdio.h>

#define LEN 1002000

int inbss[LEN];
float fA;
int indata[LEN]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
double dbB = 100.0;

const int cst = 100;

int main(void)
{
int run[100] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
for(int i=0; i<LEN; ++i)
printf("%d ", inbss[i]);
return 0;
}

命令：cl /FA test.cpp 回车 (/FA:产生汇编代码)
产生的汇编代码(test.asm):
TITLE test.cpp
.386P
include listing.inc
if @Version gt 510
.model FLAT
else
_TEXT SEGMENT PARA USE32 PUBLIC 'CODE'
_TEXT ENDS
_DATA SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'DATA'
_DATA ENDS
CONST SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'CONST'
CONST ENDS
_BSS SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'BSS'
_BSS ENDS
_TLS SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'TLS'
_TLS ENDS
FLAT GROUP _DATA, CONST, _BSS
ASSUME CS: FLAT, DS: FLAT, SS: FLAT
endif
PUBLIC ?inbss@@3PAHA ; inbss
PUBLIC ?fA@@3MA ; fA
PUBLIC ?indata@@3PAHA ; indata
PUBLIC ?dbB@@3NA ; dbB
_BSS SEGMENT
?inbss@@3PAHA DD 0f4a10H DUP (?) ; inbss
?fA@@3MA DD 01H DUP (?) ; fA
_BSS ENDS
_DATA SEGMENT
?indata@@3PAHA DD 01H ; indata
DD 02H
DD 03H
DD 04H
DD 05H
DD 06H
DD 07H
DD 08H
DD 09H
ORG $+4007964
?dbB@@3NA DQ 04059000000000000r ; 100 ; dbB
_DATA ENDS
PUBLIC _main
EXTRN _printf:NEAR
_DATA SEGMENT
$SG537 DB '%d ', 00H
_DATA ENDS
_TEXT SEGMENT
_run$ = -400
_i$ = -404
_main PROC NEAR
; File test.cpp
; Line 13
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 404 ; 00000194H
push edi
; Line 14
mov DWORD PTR _run$[ebp], 1
mov DWORD PTR _run$[ebp+4], 2
mov DWORD PTR _run$[ebp+8], 3
mov DWORD PTR _run$[ebp+12], 4
mov DWORD PTR _run$[ebp+16], 5
mov DWORD PTR _run$[ebp+20], 6
mov DWORD PTR _run$[ebp+24], 7
mov DWORD PTR _run$[ebp+28], 8
mov DWORD PTR _run$[ebp+32], 9
mov ecx, 91 ; 0000005bH
xor eax, eax
lea edi, DWORD PTR _run$[ebp+36]
rep stosd
; Line 15
mov DWORD PTR _i$[ebp], 0
jmp SHORT $L534
$L535:
mov eax, DWORD PTR _i$[ebp]
add eax, 1
mov DWORD PTR _i$[ebp], eax
$L534:
cmp DWORD PTR _i$[ebp], 1002000 ; 000f4a10H
jge SHORT $L536
; Line 16
mov ecx, DWORD PTR _i$[ebp]
mov edx, DWORD PTR ?inbss@@3PAHA[ecx*4]
push edx
push OFFSET FLAT:$SG537
call _printf
add esp, 8
jmp SHORT $L535
$L536:
; Line 17
xor eax, eax
; Line 18
pop edi
mov esp, ebp
pop ebp
ret 0
_main ENDP
_TEXT ENDS
END
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通过汇编文件可以看到，数组inbss和indata位于不同的段（inbss位于bss段，而indata位于data段）
若把test.cpp中的indata数组拿掉，查看生成的exe文件的大小，可以发现，indata拿掉之后exe文件的大小小了很多。而若拿掉的是inbss数组，exe文件大小跟没拿掉时相差无几。

说明了：
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（已手动初始化的数据）段则为数据分配空间，数据保存在目标文件中。

数据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。包含数据段和BSS段的整个区段此时通常称为数据区。