ELF檔案資料布局探索 1

作為一名linux小白，第一次看到a.out這個名字，感覺實在是奇怪，搜了一下才知道這是編譯器輸出的預設可執行檔名

順便看到了readelf這條命令，就讀了一下這個檔案，發現這裡邊好多東西都不懂，後來在學習linux的過程中漸漸明白了

一部分，前幾天剛好跟同學說到了關於elf檔案資料布局的問題，今天總結一下(羅嗦了這麼多，真是不好意思)。

今天討論的問題是：我們在源程式中定義的變數是否會被儲存在elf中以及存放在什麼地方。讓我們一步一步往下看：

先丟擲兩個結論：

a. data段的資料儲存在elf檔案中；

b. bss段的資料不儲存在elf檔案中，elf檔案中的bss段只是記錄bss段所需要的大小。

1. 對比**, 下面這段**用於對比測試：

1

intmain( )

測試結果：

du -h a.out 

8.0k    a.out
size a.out 
text       data        bss        dec        hex    filename
1056        252          8       1316        524    a.out

2. 全域性變數

2.1 未初始化：

1

int a[1024];2
intmain( )

測試結果：

du -h a.out 

8.0k    a.out
size a.out 
text       data        bss        dec        hex    filename
1056
2524128
5436       153c    a.out

可以看出，bss段的值變為了4128，正好是32 + 4096，為什麼不是8 + 4096，我想應該是bss段是32位元組對齊的，至於初始為什麼沒有對齊，留待大神解釋。

那麼為什麼a.out的大小還是8.0k呢？大家先想一想。

2.2 初始化

1

int a[1024] = ;
2int
main( )

可能有同學要說了，你這只初始化了乙個值嗎？先往下看：

測試結果：

du -h a.out 

12k    a.out
size a.out 
text       data        bss        dec        hex    filename
1056
4372
85436       153c    a.out

這次bss段值沒變，而資料段多了4372 - 252 = 4120，為什麼不是4096，說明data段應該也是32位元組對齊的。細心的同學肯定發現了，a.out的大小增加

了4k，這說明什麼，說明a[1024]資料被寫入了elf檔案中，也就是說data段中變數的值全部被寫入到了elf檔案中。那現在想一想，為什麼bss段增加了而a.out

沒有增加呢，說明bss段只是記錄了變數佔據儲存空間的大小，並沒有在elf中為變數分配儲存，這裡可以證明上面的兩個結論是正確的。

現在回答一下上面的問題，為什麼我只初始化了乙個值，其實我們知道，陣列是連續存放的，因此，只要初始化了乙個值，其它的資料位址也就確定了。

3. 靜態變數

3.1 未初始化

1

intmain( )

測試結果：

du -h a.out 

8.0k    a.out
size a.out 
text       data        bss        dec        hex    filename
1056
2524128
5436       153c    a.out

bss段增加了4096 + 對齊位元組，說明未經初始化的靜態變數在bss段。

3.2 初始化

1

intmain( ) ;
3return0;
4 }

測試結果：

du -h a.out 

12k    a.out
size a.out 
text       data        bss        dec        hex    filename
1056
4372
85436       153c    a.out

data段增加了4096 + 對齊位元組，目標檔案a.out增加了4k，說明經過初始化的靜態變數在data段。

4. 字串常量

1

intmain( )

測試結果：

du -h a.out 

7122    a.out
size a.out 
text       data        bss        dec        hex    filename
1075
2528
1345
541    a.out

1 

intmain( )

測試結果：

du -h a.out 

8.0k    a.out
size a.out 
text       data        bss        dec        hex    filename
1085
2528
1345
541    a.out

可以看到只有text段增加了，而且通過設定不同的長度，第二次比第一增加了10b，說明「確實」是被放在text段了。但經過進一步分析，使用readelf命令，發現實際上

"666666666666"的位址在rodata段範圍內，實際上字串常量是被儲存在rodata段中的，size命令看來也是個坑啊！需要指出，rodata段的內容也是要佔據elf檔案

儲存的，並不僅僅只記錄資料大小。

5. 區域性變數

下表是我在linux核心版本3.2.0的測試結果：

變數屬性

是否在elf中

是否儲存在elf中

段未經初始化的全域性變數是否

bss段

經過初始化的全域性變數是是

data段

未經初始化的靜態變數是否

bss段

經過初始化的靜態變數是是

data段

字串常量是是

rodata段

巨集定義常量是是

rodata段

區域性變數否否

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