前言：
在分析C语言全局未初始化变量时，发现在目标文件中全局未初始化变量并不是直接放在bss段中。
再后来发现在两个.c文件中定义同名的全局变量，链接时居然没有发生符号重定义错误。才知道C语言弱定义的概念。这在C++中是绝对不行的。
后来搜索到一篇博文说：
“全局未初始化变量没有被放到任何段，而是作为未定义的COMMON符号。这个和不同语言、编译器实现有关，有的编译器放到.bss 段，有的仅仅是预留一个COMMON符号，在链接的时候再在.bss段分配预留空间。编译单元内部可见的静态变量，比如在上述中加上static的 static int global_static_var则确实被放到了.bss，是因为这个仅仅是编译单元内部可见。”
由于最近对gcc反汇编的兴趣，不禁有一种用反汇编工具分析这个问题的冲动。本文看起来很长，其实是图片占据了大量篇幅。所以阅读量很小。懂这个问题的话，两三句话就能说清楚。但是为了几下我分析的过程，还是决定用这个篇幅来叙述一下。
零.几个名词解释：
弱定义：全局未初始化变量的定义或声明或者局部静态未初始化变量定义。（这是我理解的，实际上我没找到关于弱定义权威的说明，难道是个人发明？）
.data:全局初始化数据段。
.bss：全局未初始化数据段。
.rodata：只读数据段。
一．分析的对象
- 1.1全局未初始化变量
- 1.2全局未初始化变量和另外一个文件有同名变量定义
- 2.1静态全局未初始化变量
- 2.2静态全局未初始化变量+有本地同名的初始变量定义
- 3.静态局部未初始化变量
- 上面的情况遇到const
二．分析方法
1.查看C源代码对应的汇编代码；
2.用反汇编译工具objdump和ELF文件分析工具readelf依次分析目标文件和可执行文件，主要查看符号表中变量的位置。
Ps：虽然我们用到了反汇编，但是只是查看变量的符号，还是比较简单的。汇编代码我们也只看变量定义部分，所以还是很简单。
三．环境和工具
环境为Ubuntu12.04 x64 （具体的环境信息见附录A）
工具为gcc，objdump，readelf
用gcc -S产生汇编代码（.s后缀名）。
用gcc -c产生目标文件（.o后缀名）。
用gcc产生最终的可执行文件（人为的将可执行文件设置为.out后缀名）。
用objdump -t和readelf -s命令查看目标文件和可执行文件的符号表。
四．具体分析过程
1.1全局未初始化变量
源代码文件：1.1.c
汇编代码文件：1.1.s
目标文件：1.1.o
可执行文件：1.1.out
/* 1.1.c */
#include <stdio.h>
int a;
int main()
{
printf("%d
",a);
return 0;
}
运行结果截图：
1.1.out运行结果.png
可以看出全局未初始化变量a的值是0。
再看汇编代码
;1.1.s中和变量a相关的部分
.file "1.1.c"
.comm a,4,4
从汇编代码看出a只是一个common符号。
对目标文件1.1.o进行反汇编
objdump -t 1.1.o
objdump -t 1.1.o.png
从上图中看出变量a在目标文件中也只是一个COMMON符号，不属于任何段。
再用readelf分析一下
readelf -s 1.1.o
readelf -s 1.1.o.png
可以看出a是全局（GLOBAL）的COMMON符号。
对最终的可执行文件进行反汇编
objdump -t 1.1.out
objdump -t 1.1.out.png
可以看出变量a在可执行目标文件中属于bss段
readelf -s 1.1.out
readelf -s 1.1.out.png
可以看出a是全局的（GLOBAL）
1.1观察结果小结：全局未初始化变量a在编译和汇编阶段都不属于任何段，只是一个COMMON符号，在链接时链接器ye没发现其他同名的变量定义或声明，将其放入了bss段中。
1.2全局未初始化变量+另外一个文件有同名变量定义
分析的对象：1.1.c 、1.2.c；1.1.s、1.2.s；1.1.o、1.2.o；1.out
1.1.c前面列出过，这里不再赘叙。
/*1.2.c*/ int a = 100； /*代码很简单，只是定义了一个全局变量*/
运行结果结果截图
1.out运行结果.png
1.1.s前面贴出过，这里不再赘叙。
;1.2.s中变量a相关的部分
.file "1.2.c"
.globl a
.data
.align 4
.type a, @object
.size a, 4
a:
.long 100
可以看出在1.2.s中变量a属于全局初始化数据段（.data），初始化值为100.
对目标文件进行反汇编分析
1.1.o在前面分析过，这里不再赘叙。只叙述1.2.o的分析情况
Objdump -t 1.2.o
obdump -t 1.2.o.png
readelf -s 1.2.o
readelf -s 1.2.o.png
从上面两张图得出的结果和从1.2.s汇编代码中得出的结论一直，在1.2.o中a属于.data段。
对可执行文件进行反汇编分析
objdump -t 1.out
objdump -t 1.out.png
可以看出a在.data段
readelf -s 1.out
readelf -s 1.out.png
可以看出a是全局的。
1.2观察结果小结：全局未初始化变量a在1.1.o不属于任何段，但由于在1.2.o中有一个同名的全局初始化变量定义，所以在最终的执行文件中a也变成了全局初始化变量，属于bss段了。
2.1.静态的全局未初始化变量
分析对象：2.1.c、2.1.s、2.1.o、2.1.out
由于静态变量不会和其他文件中的变量有什么关系，所以分析单个文件程序就够了。
/*2.1.c*/
#include <stdio.h>
static int a;
int main()
{
printf("%d
",a);
return 0;
}
运行结果：
2.1.out运行结果.png
2.1.c对应的汇编代码：
;2.1.s中和a相关的部分
.file "2.1.c"
.local a
.comm a,4,4
可以看出a是本地COMMON符号。
对目标文件2.1.o进行反汇编
objdump -t 2.1.o和readelf -s 2.1.o结果如下：
objdump -t readelf -s 2.1.o.png
从上图分析结果可以看出静态全局未初始化变量a作用域为本地（LOCAL），并在bss段中。
2.1情况观察结果小结：因为静态变量链接时不会和其他文件中的变量产生联系，所以静态全局未初始化变量a在汇编阶段就能确定属于bss段。
2.2静态全局未初始化变量+有本地同名的初始变量定义
从2.1的分析结果可以看出，静态全局未初始化变量a在汇编阶段就能确定是在bss段中了。假如在变量a的同一个文件中还有一个a的同名初始化变量定义呢？按照弱定义的规则，这种情况a在汇编阶段就能确定在.data段中。下面验证一下：
分析对象：2.2.c、2.2.s、2.2.o、2.2.out
/* 2.2.c */
#include <stdio.h>
static int a;
static int a = 100;
int main()
{
printf("%d
",a);
return 0;
}
运行结果截图：
2.2. out执行结果.png
从运行结果看a的初始化值为100，说明static int a退化为声明，而static int a = 100才是变量a的定义。
对应的汇编代码
.file "2.2.c"
.data
.align 4
.type a, @object
.size a, 4
a:
.long 100
从汇编代码看出，在编译阶段就能确定a是在全局初始化数据段（.data）了。下面对目标文件和可执行文件的分析只是验证一下。
对目标文件2.2.o进行反汇编分析
objdump -t 2.2.o
Readelf -s 2.2.o
对目标文件2.2.o进行分析.png
可以看出a属于.data段。但作用域为本文件。
对最终的可执行文件进行反汇编分析
objdump -t 2.2.out
objdump -t 2.1.out.png
readelf -s 2.2.out
readelf -s 2.1.out .png
和对目标文件分析的结果一致。
2.2情况分析小结：上面的分析结果验证了在编译阶段就确定了a属于全局初始化数据段（.data）。
3.静态局部未初始化变量
静态局部未初始化变量是否和静态全局未初始化变量一样呢？在编译、汇编、链接阶段属于.data段、还是.bss段呢？
分析对象：3.c、3.s、3.o、3.out
3.c
#include <stdio.h>
int main()
{
static int a;
printf("%d
",a);
return 0;
}
运行结果:
3.out运行结果.png
对应的汇编代码：
;3.s
.file "3.c"
.section .rodata
.LC0:
.string "%d
"
.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 a.1804(%rip), %edx
movl $.LC0, %eax
movl %edx, %esi
movq %rax, %rdi
movl $0, %eax
call printf
movl $0, %eax
popq %rbp
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE0:
.size main, .-main
.local a.1804 ；a在这里
.comm a.1804,4,4
.ident "GCC: (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 4.6.3"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
可以看出在汇编代码中a被改名为a.1084（局部变在编译阶段都会被改名的），而且是本地COMMON符号。
对目标文件3.o进行反汇编分析：
3.o的反汇编分析.png
可以看出a在汇编阶段就被放到bss段中了。
对最终的可执行文件进行反汇编分析
objdump -t 3.out
objdump -t 3.out.png
Readelf -s 3.out
readelf -s 3.out.png
结果和目标文件中的分析情况一致。
3情况分析小结：静态局部未出世化变量属于bss段，这在编译阶段就能确定。
如果是：静态局部未初始化变量+本地有静态同名初始化变量 的情况呢？
会不会和“2.2静态全局未初始化变量+有本地同名的初始变量定义”情况一样：static int a退化为声明，而static int a = 100才是定义？
验证的结果是在同一函数内部，同一作用域里同时出现static int a和static int a = 100根本就通不过编译，出现重声明错误。看来只有静态全局变量可以这么定义和声明啊。
4.上面所有情况遇到const：
分析过程和上面相似，但是据观察：静态全局未初始化变量，在编译阶段就已确定属于.rodata段；const静态局部未初始化变量规律和上面3种情况相同，属于.bss段。（从汇编代码中看出）。
最终结论:
弱定义变量有可能属于bss段，也有可能属于.data段。如果是静态变量，在编译阶段就能确定；如果是全局非静态变量，在链接阶段确定。至于到底属于哪个段：如果在同一作用域内遇到其他属于.data的同名定义,则属于.data段；如果没遇到，就属于.bss段了。const变量比较特殊，const静态全局未初始化变量属于.rodata段。
附录A:具体的环境信息
$ cat /etc/issue
Ubuntu 12.04.2 LTS
l
$ uname -a
Linux chao-AN408US 3.2.0-29-generic #46-Ubuntu SMP Fri Jul 27 17:03:23 UTC 2012 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
$ cat /pro/version
Linux version 3.2.0-29-generic (buildd@allspice) (gcc version 4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) ) #46-Ubuntu SMP Fri Jul 27 17:03:23 UTC 2012
$ gcc --version
gcc (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 4.6.3
Copyright © 2011 Free Software Foundation, Inc.
本程序是自由软件；请参看源代码的版权声明。本软件没有任何担保；
包括没有适销性和某一专用目的下的适用性担保。
附录B:参考资料
链接：Linux程序调试--查看二进制文件
http://www.cnblogs.com/androidme/archive/2013/04/08/3008615.html
Linux汇编教程
http://blog.csdn.net/yalizhi123/article/details/5752268
Linux进程地址空间详解(转载)
http://blog.sina.com.cn/s/blog_7321be1101013aua.html
书：《汇编语言程序设计》（美） Richard Blum 著