什麼是BSS段

BSS（Block Started by Symbol）這個詞最初是UA-SAP彙編器（United Aircraft Symbolic Assembly Program）中的一個偽指令，用於為符號預留一塊記憶體空間。該彙編器由美國聯合航空公司於20世紀50年代中期為IBM 704大型主機所開發。後來BSS這個詞被作為關鍵字引入到了IBM 709和7090/94機型上的標準彙編器FAP（Fortran Assembly Program），用於定義符號並且為該符號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；已初始化的全域變數和局部靜態變數都儲存在. data段；未初始化的全域變數和局部靜態變數一般放在一個叫.“bss”的段裡。 我們知道未初始化的全域 變數和局部靜態變數預設值都為0，本來它們也可以被放在.data段的，但是因為它們都是0，所以為它們在.data段分配空間並且存放資料0是沒有必要 的。 程式啟動並執行時候它們的確是要佔記憶體空間的，並且可執行檔 必須記錄所有未初始化的全域變
量和局部靜態變數的大小總和，記為.bss段。 所以.bss段只是為未初始化的全域變數和局部靜態變數預留位置而已，它並沒有內容，所以它 在檔案中也不佔據空間。

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

      在採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域變數的一塊記憶體地區，一般在初始化時bss 段部分將會清零。bss段屬於靜態記憶體配置，即程式一開始就將其清零了。 
         比如，在C語言之類的程式編譯完成之後，已初始化的全域變數儲存在.data 段中，未初始化的全域變數儲存在.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），由系統從可執行檔中載入；而bss段不在可執行檔中，由系統初始化。

       總體來說，程式原始碼被編譯以後主要分成兩種段：程式指令和程式資料。程式碼片段屬於程式指令，而資料區段和.bss段屬於程 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，資料和指令分別被映射到兩個虛存地區。由於資料區域對於進程來說是可讀寫的，而指令地區對於進程來說是唯讀，所以這兩個虛存區 域的許可權可以被分別設定成可讀寫和唯讀。這樣可以防止程式的指令被有意或無意地改寫。

      另外一方面是對於現代的CPU來說，它們有著極為強大的緩衝（Cache）體系。由於緩衝在現代的電腦中地位非常重要，所以程式必須盡量提高緩衝的命中率。指令區和資料區的分離有利於提高程式的局部性。現代CPU的緩衝一般都被設計成資料緩衝和指令緩衝分離，所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，就是當系統中運行著多個該程式的副本時，它們的指令都是一樣的，所以記憶體中只須要儲存一份改程式的指令部分。對於指令 這種唯讀地區來說是這樣，對於其他的唯讀資料也一樣，比如很多程式裡面帶有的表徵圖、圖片、文本等資源也是屬於可以共用的。當然每個副本進程的資料區域是 不一樣的，它們是進程私人的。不要小看這個共用指令的概念，它在現代的作業系統裡面佔據了極為重要的地位，特別是在有動態連結的系統中，可以節省大量的內 存。比如我們常用的Windows
Internet Explorer 7.0運行起來以後，它的總虛存空間為112 844 KB，它的私人部分資料為15 944 KB，即有96 900 KB的空間是共用部分（資料來源見圖3-2）。如果系統中運行了數百個進程，可以想象共用的方法來節省大量空間。關於記憶體共用的更為深入的內容我們將在裝載這一章探討。