全局变量和 .data 部分

Question

存储在.data节中的变量是否定义为具有程序作用域的全局变量？换句话说，这两个词是同义的，一个暗示另一个，或者，例如，是否有可能有一个 global 变量未存储在 .data 部分中，或者 label/variable 那不是全局的？

举一个基本的例子：

// this is compiled as in the .data section with a .globl directive
char global_int = 11;

int main(int argc, char * argv[])
{

}

会编译成类似的东西：

global_int:
        .byte   11
main:
    ...

但我正在查看这两个术语 -- 全局和“在 .data 部分中”是否是同一事物，或者是否存在反例。

Answer 1

有两个不同的概念：变量进入哪个“部分”及其“可见性”

为了比较，我添加了一个 .bss 部分变量：

char global_int = 11;
char nondata_int;

int
main(int argc, char *argv[])
{
}

用 cc -S 编译产生：

    .file   "fix1.c"
    .text
    .globl  global_int
    .data
    .type   global_int, @object
    .size   global_int, 1
global_int:
    .byte   11
    .comm   nondata_int,1,1
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -4(%rbp)
    movq    %rsi, -16(%rbp)
    movl    [=11=], %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (GNU) 8.3.1 20190223 (Red Hat 8.3.1-2)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

注意 .data 将 global_int 变量放入数据部分。并且，.comm 将 nondata_int 放入 .bss 部分

此外，请注意 .globl 以使变量具有全局可见性（即可以被其他 .o 文件看到）。

松散地，.data and/or .bss 是变量被放入的部分。而且，全局 [.globl] 是可见性。如果你这样做了：

static int foobar = 63;

然后，foobar 将进入 .data 部分，但在本地。在下面的 nm 输出中，将 d 代替 D 来指示 local/static 可见性。其他 .o 个文件不能看到这个 [或 link 到它]。

.o 程序的 nm 产生：

0000000000000000 D global_int
0000000000000000 T main
0000000000000001 C nondata_int

并且，最终可执行文件的 nm -g 生成：

000000000040401d B __bss_start
0000000000404018 D __data_start
0000000000404018 W data_start
0000000000401050 T _dl_relocate_static_pie
0000000000402008 R __dso_handle
000000000040401d D _edata
0000000000404020 B _end
0000000000401198 T _fini
000000000040401c D global_int
                 w __gmon_start__
0000000000401000 T _init
0000000000402000 R _IO_stdin_used
0000000000401190 T __libc_csu_fini
0000000000401120 T __libc_csu_init
                 U __libc_start_main@@GLIBC_2.2.5
0000000000401106 T main
000000000040401e B nondata_int
0000000000401020 T _start
0000000000404020 D __TMC_END__

更新：

thanks for this answer. Regarding And, .comm to put nondata_int into the .bss section. Could you please explain that a bit? I don't see any reference to .bss so how are those two related?

当然可以。可能有更严格的解释，但比较松散，当您这样做时：

int nondata_int;

你定义的是“common”段变量[历史渊源来自Fortran的common]。

当link[创建最终的可执行文件]时，如果没有其他.o[或.a]已经声明了一个值为此，它将作为 B 符号放入 .bss 部分。

但是，如果另一个 .o 已经定义了它（例如define_it.c）：

int nondata_int = 43;

在那里，define_it.o 将把它作为 D 符号放在 .data 部分

然后，当你 link 两个：

gcc -o executable fix1.o define_it.o

然后，在executable中，它将作为D符号进入.data部分。

因此，.o 文件 have/use .comm [汇编指令] 和 C 公共部分。

可执行文件只有.data和.bss。因此，给定 .o 文件，如果从未被初始化，则公共符号会 [被提升为] .bss 并且 .data 如果 any .o 已初始化.

松散地，.comm/C 是建议，.data 和 .bss 是“承诺”

这是一个很好的选择。从技术上讲，在 fix1.c 中，如果我们事先知道我们将 link 与 define_it.o 编辑，我们 [可能] 想要做:

extern char nondata_int;

然后，在 fix1.o 中，将被标记为“未定义”符号（即 nm 将显示 U）。

但是，如果 fix1.o 不是 linked 到定义符号的任何东西，linker 会抱怨一个未定义的符号。

公共符号允许我们拥有多个 .o 个文件，每个执行：

int nondata_int;

它们都产生C个符号。 linker 将所有组合起来产生一个单个符号。

所以，常见的 C 符号是：

我想要一个名为 X 的全局变量，并且我希望它与在任何其他 .o 文件中找到的 X 相同，但不要抱怨符号被多重定义。如果一个 [和仅一个] .o 文件给它一个初始化值, 我想从这个价值中受益。

历史上...

IIRC [我对此可能是错的]，common linker 被添加到 linker 以支持 Fortran COMMON declarations/variables.

也就是说，所有的 fortran .o 文件只是将一个符号声明为通用的 [它的全局概念]，但是 fortran linker 应该将它们组合起来。

Classic/old fortran 只能将变量指定为 COMMON（即在 C 中，相当于 int val;）但 fortran 没有全局初始化器（即没有有 extern int val; 或 int val = 1;）

这个公共对 C 很有用，所以在某些时候添加了它。

在过去的美好时光 (tm)，常见的 linker 类型 不存在 并且必须有一个明确的 extern但是一个 .o 文件和一个 [并且只有一个] 声明了它。声明它的 .o 可以用一个值（例如）int val = 1; 或 来定义它而没有 （例如）int val; 但所有其他 .o 文件必须使用 extern int val;

全局变量和 .data 部分

Global variables and the .data section

c

assembly

static

global-variables

sections