c++ - 为什么局部静态变量是 BSS 段的一部分？

Question

静态内存布局的 BSS 部分 [应该] 用于“未初始化的全局变量”或“设置为 0 的全局变量”。

我正在运行一些测试，突然注意到局部静态变量也在增加 BSS 段的大小。

例子:-

在任何静态变量之前

int main (int argc, char argv[])
{
    return 0;
}

data/repos/e-c 
❯ size a.out 
   text   data     bss     dec     hex  filename
   1418    544       8    1970     7b2  a.out

在静态变量之后

int main (int argc, char *argv[])
{
    static int a, b, c;
    return 0;
}

data/repos/e-c 
❯ !s
size a.out 
   text   data     bss     dec     hex  filename
   1418    544      16    1978     7ba  a.out

那些变量肯定不是全局变量，那为什么BSS段会增加呢？或者“未初始化的全局变量的段”的想法不完全正确？

目前我在 Linux 上使用 GCC 编译器(版本 9.3.0)。

Answer 1

The BSS section of the static memory layout is [supposed to be] for "Uninitialized global variables" or "Global variables set to 0".

不清楚您是从哪里得到这种印象的，但这充其量只是一种误导。大多数人在 C 上下文中使用术语“全局变量”是指具有外部链接 的对象标识符，这对于具有静态存储持续时间 的对象来说是必然的。有一些附带条件，这样的标识符可以在程序的任何地方使用来指代同一个对象，因此是“全局的”。一些附带条件的存在和性质使得使用“全局”一词来描述这些条件有点令人担忧，但我会把它留给另一个答案。

关于BSS的关键点不是链接而是存储时长。静态存储持续时间意味着，至少在原则上，对象在程序开始时或之前开始存在^*，并且(至少)存在直到程序终止。与在没有 static 的 block 范围内声明的变量对比:它们具有自动存储持续时间，这意味着它们在声明时就存在，并且仅在执行它们的最内层包含时才存在 block 终止。

具有静态存储持续时间的对象需要在程序镜像中表示，而不管它们的链接如何，因为它们与程序本身具有相同的生命周期。 C 指定如果此类对象未显式初始化，则它们的初始值就好像它们被初始化为 0(对于数字类型)或初始化为 NULL(指针类型)或按成员方式初始化为这些复合类型类型。 BSS 是一种节省空间和时间的快捷方式，用于表示此类对象和明确初始化为 0 的对象的存储。

满足初始化条件的所谓“全局”变量可以并且通常归因于 BSS，但也是如此

• 具有内部链接的文件范围变量(static 对该范围内的声明的影响；这些变量自动具有静态存储持续时间，但只能从一个源文件访问，和
• 具有静态存储持续时间的 block 范围变量，如在该范围内使用 static 关键字指定的那样，即使这些变量没有链接。

---

^*在 C++ 中，其中一些对象稍后会进行动态初始化，但此类对象的内存仍会在整个程序运行期间保留，并且它们会进行零初始化在程序启动时。为了这个答案的目的，他们保留了内存和明确定义的值(value)构成了存在。