什麼是BSS段

       今天學習IIC時，發現有清除BSS段的功能代碼，由于不知道什麼是BSS段，是以上網搜尋相關知識，記錄在此。

       BSS（Block Started by Symbol）這個詞最初是UA-SAP彙編器（United Aircraft Symbolic Assembly Program）中的一個僞指令，用于為符号預留一塊記憶體空間。該彙編器由美國聯合航空公司于20世紀50年代中期為IBM 704大型機所開發。後來BSS這個詞被作為關鍵字引入到了IBM 709和7090/94機型上的标準彙編器FAP（Fortran Assembly Program），用于定義符号并且為該符号預留給定數量的未初始化空間。Unix FAQ section 1.3（http://www.faqs.org/faqs/unix-faq/faq/part1/section-3.html）裡面有Unix和C 語言之父Dennis Rithcie對BSS這個詞由來的解釋。

       一般C語言的編譯後執行語句都編譯成機器代碼，儲存在.text段；已初始化的全局變量和局部靜态變量都儲存在. data段；未初始化的全局變量和局部靜态變量一般放在一個叫.“bss”的段裡。 我們知道未初始化的全局 變量和局部靜态變量預設值都為0，本來它們也可以被放在.data段的，但是因為它們都是0，是以為它們在.data段配置設定空間并且存放資料0是沒有必要 的。 程式運作的時候它們的确是要占記憶體空間的，并且可執行檔案 必須記錄所有未初始化的全局變 量和局部靜态變量的大小總和，記為.bss段。 是以.bss段隻是為未初始化的全局變量和局部靜态變量預留位置而已，它并沒有内容，是以它 在檔案中也不占據空間。

       資料段包含經過初始化的全局變量以及它們的值。 BSS 段的大小從可執行檔案中得到 ，然後連結器得到這個大小的記憶體塊，緊跟在資料段後面。當這個記憶體區進入程式的位址空間後全部清零。包含資料段和 BSS 段的整個區段 此時通常稱為資料區。

      在采用段式記憶體管理的架構中（比如intel的80x86系統），bss段（Block Started by Symbol segment）通常是指用來存放程式中未初始化的全局變量的一塊記憶體區域，一般在初始化時bss 段部分将會清零。bss段屬于靜态記憶體配置設定，即程式一開始就将其清零了。

         比如，在C語言之類的程式編譯完成之後，已初始化的全局變量儲存在.data 段中，未初始化的全局變量儲存在.bss 段中。在《Programming ground up》裡對.bss的解釋為：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段都在可執行檔案中（在嵌入式系統裡一般是固化在鏡像檔案中），由系統從可執行檔案中加載；而bss段不在可執行檔案中，由系統初始化。

       總體來說，程式源代碼被編譯以後主要分成兩種段：程式指令和程式資料。代碼段屬于程式指令，而資料段和.bss段屬于程 序資料。 很多人可能會有疑問：為什麼要那麼麻煩，把程式的指令和資料的存放分開？混雜地放在一個段裡面不是更加簡單？其實資料和 指令分段的好處有很多。主要有如下幾個方面。

       程式的指令和資料分開原因：

       一方面是當程式被裝載後，資料和指令分别被映射到兩個虛存區域。由于資料區域對于程序來說是可讀寫的，而指令區域對于程序來說是隻讀的，是以這兩個虛存區 域的權限可以被分别設定成可讀寫和隻讀。這樣可以防止程式的指令被有意或無意地改寫。

      另外一方面是對于現代的CPU來說，它們有着極為強大的緩存（Cache）體系。由于緩存在現代的計算機中地位非常重要，是以程式必須盡量提高緩存的命中率。指令區和資料區的分離有利于提高程式的局部性。現代CPU的緩存一般都被設計成資料緩存和指令緩存分離，是以程式的指令和資料被分開存放對CPU的緩 存命中率提高有好處。

      第三個原因，其實也是最重要的原因，就是當系統中運作着多個該程式的副本時，它們的指令都是一樣的，是以記憶體中隻須要儲存一份改程式的指令部分。對于指令 這種隻讀的區域來說是這樣，對于其他的隻讀資料也一樣，比如很多程式裡面帶有的圖示、圖檔、文本等資源也是屬于可以共享的。當然每個副本程序的資料區域是 不一樣的，它們是程序私有的。不要小看這個共享指令的概念，它在現代的作業系統裡面占據了極為重要的地位，特别是在有動态連結的系統中，可以節省大量的内 存。比如我們常用的Windows Internet Explorer 7.0運作起來以後，它的總虛存空間為112 844 KB，它的私有部分資料為15 944 KB，即有96 900 KB的空間是共享部分（資料來源見圖3-2）。如果系統中運作了數百個程序，可以想象共享的方法來節省大量空間。關于記憶體共享的更為深入的内容我們将在裝載這一章探讨。