BSS段、数据段和代码段

BSS段：BSS段(bss 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，具体体现为一个占位符，记录数据所需空间的大小。BSS全称Block Started by Symbol。BSS段属于静态内存分配。.bss段是不占用.exe文件空间的，其内容由操作系统初始化(清零)。

数据段：数据段（data segment）通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。.data需要占用.exe文件空间，其内容由程序初始化。数据保存在目标文件中。

包含数据段和BSS段的整个区段通常称为数据区。

代码段：代码段(code segment/text segment)通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读，某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。

例子：

两个.c文件，stack.c实现堆栈，而main.c使用堆栈

/*stack.c*/

char stack[512];int top = -1;void push(char c){ stack[++top] = c;}char pop(void){ return stack[top--];}int is_empty(void){ return top == -1;}

/*main.c*/

/* main.c */#include <stdio.h>int a, b = 1;int main(void){    push('a');    push('b');    push('c');   while(!is_empty())      putchar(pop());    putchar('\n');    return 0;}

一步编译：$ gcc main.c stack.c -o main

或者多步编译：$ gcc -c main.c

                            $ gcc -c stack.c

                            $ gcc main.o stack.o -o main

用nm命令查看目标文件的符号表,会发现main.o中有未定义的符号push 、pop 、is_empty 、putchar,前三个符号在stack.o中实现了,链接生成可执行
文件main 时可以做符号解析,而putchar是libc 的库函数,在可执行文件main 中仍然是未定义的,要在程序运行时做动态链接。
我们通过readelf -a main 命令可以看到,main 的.bss 段合并了main.o和stack.o的.bss 段,其中包含了变量a和stack ,main 的.data 段也合并了main.o和stack.o的.data 段,其中包含了变量b和top ,main 的.text 段合并了main.o和stack.o的.text 段,包含了各函数的定义。如下图所示。

为什么在可执行文件main 的每个段中来自main.o的变量或函数都在前面,而来自stack.o的变量或函数都在后面呢?我们可以试试把gcc 命令中的两个目标文件反过来写:
            $ gcc stack.o main.o -o main
结果正如我们所预料的,可执行文件main 的每个段中来自main.o的变量或函数都排到后面了。实际上链接的过程是由一个链接脚本(Linker Script)控制的，链接脚本决定了每个段分配到什么地址，如何对齐，哪个段在前，哪个段在后，哪些段合并到同一个Segment，另外链接脚本还要插入一些符号到最终生成的文件中，例如__bss_start、_edata、_end 等。如果用ld做链接时没有用-T选项指定链接脚本,则使用ld的默认链接脚本,默认链接脚本可以用ld --verbose命令查看。