PE文件中没有.BSS

Question

这是简短的控制台应用程序示例

static char buffer[4096];
int main() {
    for(int i=0;i<4096;i++) {
        buffer[i] = 1234;
    }
    return 0;
}

据我了解，编译器生成的 'exe' 文件应包含 .bss 部分以存储 'buffer' 变量。

我正在使用 Tiny C 编译器，生成的文件不包含对 .bss 的任何引用。

DOS Header
Magic number:                    0x5a4d (MZ)
Bytes in last page:              144
Pages in file:                   3
Relocations:                     0
Size of header in paragraphs:    4
Minimum extra paragraphs:        0
Maximum extra paragraphs:        65535
Initial (relative) SS value:     0
Initial SP value:                0xb8
Initial IP value:                0
Initial (relative) CS value:     0
Address of relocation table:     0x40
Overlay number:                  0
OEM identifier:                  0
OEM information:                 0
PE header offset:                0x80

COFF/File header
Machine:                         0x14c IMAGE_FILE_MACHINE_I386
Number of sections:              2
Date/time stamp:                 0 (Thu, 01 Jan 1970 00:00:00 UTC)
Symbol Table offset:             0
Number of symbols:               0
Size of optional header:         0xe0
Characteristics:                 0x30f
                                 IMAGE_FILE_RELOCS_STRIPPED
                                 IMAGE_FILE_EXECUTABLE_IMAGE
                                 IMAGE_FILE_LINE_NUMS_STRIPPED
                                 IMAGE_FILE_LOCAL_SYMS_STRIPPED
                                 IMAGE_FILE_32BIT_MACHINE
                                 IMAGE_FILE_DEBUG_STRIPPED

Optional/Image header
Magic number:                    0x10b (PE32)
Linker major version:            6
Linker minor version:            0
Size of .text section:           0
Size of .data section:           0
Size of .bss section:            0
Entrypoint:                      0x1060
Address of .text section:        0x1000
Address of .data section:        0x2000
ImageBase:                       0x400000
Alignment of sections:           0x1000
Alignment factor:                0x200
Major version of required OS:    4
Minor version of required OS:    0
Major version of image:          0
Minor version of image:          0
Major version of subsystem:      4
Minor version of subsystem:      0
Size of image:                   0x4000
Size of headers:                 0x200
Checksum:                        0x95d5
Subsystem required:              0x3 (IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_CUI)
DLL characteristics:             0
Size of stack to reserve:        0x100000
Size of stack to commit:         0x1000
Size of heap space to reserve:   0x100000
Size of heap space to commit:    0x1000

Data directories
IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT:    0x2000 (40 bytes)
IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IAT:       0x2028 (32 bytes)

Imported functions

msvcrt.dll
                                 _controlfp
                                 __set_app_type
                                 __getmainargs
                                 exit
                                 _XcptFilter
                                 _exit
                                 _except_handler3
export directory not found

Sections
Name:                            .text
Virtual Address:                 0x1000
Physical Address:                0x1e8
Size:                            0x200 (512 bytes)
Pointer To Data:                 0x200
Relocations:                     0
Characteristics:                 0x60000020
                                 IMAGE_SCN_CNT_CODE
                                 IMAGE_SCN_MEM_EXECUTE
                                 IMAGE_SCN_MEM_READ
Name:                            .data
Virtual Address:                 0x2000
Physical Address:                0x10e0
Size:                            0x200 (512 bytes)
Pointer To Data:                 0x400
Relocations:                     0
Characteristics:                 0xc0000040
                                 IMAGE_SCN_CNT_INITIALIZED_DATA
                                 IMAGE_SCN_MEM_READ
                                 IMAGE_SCN_MEM_WRITE

可执行文件的反汇编版本引用 'buffer' 变量，就好像它正好位于 .data 部分之后。怎么运行的？ PE 加载器如何知道它应该在 .data 部分之后保留特定区域？

可执行文件：https://www.dropbox.com/s/99bpil11j7396ej/test-bss.exe?dl=0
PEDUMP 在线：http://pedump.me/40c40172cf08c89c3d97bd6840dbd3a0/

Answer 1

不需要在exe文件中存储BSS段，因为它只包含未初始化的数据。它由启动代码分配——即在您进入 main 之前执行的代码。 BSS 部分通常在 RAM 的 DATA 部分之后分配，并且通常（并非总是）由启动代码清除为零。相反，数据部分已初始化（使用源中指定的值），因此它必须存储在 exe 文件映像中。

Answer 2

有了 .data 部分在内存中和磁盘上的实际大小，我认为可以解释 buffer 的位置以及它是如何到达那里的。

为了保持一致性，我使用 Microsoft Portable Executable and Common Object File Format Specification.

中的术语

这就是我们对 .data 部分的了解，它的 VirtualSize 是 4320 (0x10E0)，它的 SizeOfRawData 是 512 (0x200)。这意味着 .data 部分在磁盘上有 512 字节，但在内存中被零填充到 4320 字节的大小。 SizeOfRawData 值是可执行文件中初始化数据的大小，当您从 VirtualSize 中减去它时，您将得到未初始化数据的大小。如评论中所述，这意味着 .data 部分有 3808 字节的未初始化数据，space 不足以包含名为 buffer.

的 4096 字节数组

那么 buffer 在哪里？它必须从 .data 部分的初始化部分开始，并继续进入未初始化部分。 PECOFF 要求将 SizeOfRawData 值四舍五入到 FileAlignment (512) 的下一个倍数。这意味着当链接器创建可执行文件的 .data 部分时，它用未初始化的数据填充磁盘上的初始化数据，以便 SizeOfRawData 最终成为 512 的倍数。换句话说，可执行文件中初始化数据的实际数量小于 512 bytes，实际未初始化数据量大于3808

此图试图显示链接器如何布置 .data 部分。顶部表示在内存中相对于 .data 部分开始的位置，链接器放置了可执行文件中使用的所有已初始化变量和未初始化变量。中间部分显示放置 buffer 的位置。底部部分显示了 .data 部分中作为初始化数据存在于可执行文件中的部分。

+------------------+----------------------------------------+
| Initialized Vars | Uninitialized Variables                |
+--------------------+-----------------------------------+--+
|                    | buffer[4096]                      |  |
+--------------------+---+-------------------------------+--+
| Initialized on Disk    |                                  4320
+------------------------+
0                        512

PE文件中没有.BSS

No .BSS in PE file

windows

assembly

disassembly

portable-executable