为什么存储超过 BSS 末尾时没有出现分段错误？
Why didn't I get segmentation fault when storing past the end of the BSS?
我正在试验汇编语言并编写了一个将 2 个硬编码字节打印到标准输出的程序。这是：
section .text
global _start
_start:
mov eax, 0x0A31
mov [val], eax
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, val
mov edx, 2
int 0x80
mov eax, 1
int 0x80
segment .bss
val resb 1; <------ Here
请注意，我在 bss 段内只保留了 1 个字节，但实际上将 2 个字节（1 和 newline 符号的字符码）放入内存位置。该程序运行良好。它打印了 1 个字符，然后是 newline。
但我预计会出现分段错误。为什么没有发生。我们只保留了1个字节，却放了2个。
x86，像大多数其他现代架构一样，使用 paging / virtual memory for memory protection. 在 x86 上（再次像许多其他架构），粒度是 4kiB。
存储到 val 的 4 字节不会出错，除非链接器恰好将它放在页面的最后 3 个字节中，并且下一页未映射。
实际发生的是，您只是覆盖了 val 之后的内容。在这种情况下，它只是未使用 space 到页面末尾。如果您在 BSS 中有其他静态存储位置，您会踩到它们的值。 （如果你愿意，可以称它们为 "variables"，但是 "variable" 的高级概念并不仅仅意味着内存位置，变量可以存在于寄存器中并且永远不需要地址。 )
除了上面链接的维基百科文章外，另请参阅：
- How does x86 paging work?（页面-table 格式的内部结构，以及 OS 如何管理它和 CPU 读取它）。
- What is the state of the art in Memory Protection?
but actually put 2 bytes (charcode for 1 and newline symbol) into the memory location.
mov [val], eax 是一个 4 字节的存储。操作数大小由寄存器决定。如果您想进行 2 字节存储，请使用 mov [val], ax.
有趣的事实：MASM 会就操作数大小不匹配发出警告或错误，因为它根据在它们之后保留 space 的声明神奇地将大小与符号名称相关联。 NASM 不会妨碍你，所以如果你写 mov [val], 0x0A31，那将是一个错误。这两个操作数都没有暗示大小，因此您需要 mov dword [val], 0x0A31（或 word 或 byte）。
将 val 放在页面末尾会出现段错误
出于某种原因，BSS 不从 32 位二进制文件的页首开始，而是接近页首。您没有链接到会占用 BSS 中大部分页面的任何其他内容。 nm bss-no-segfault 显示它在 0x080490a8，一个 4k 页面是 0x1000 字节，所以 BSS 映射中的最后一个字节将是 0x08049fff.
当我在.text部分添加一条指令时，BSS起始地址似乎发生了变化，所以推测链接器在这里的选择与将东西打包到ELF executable中有关。意义不大，因为BSS并没有存储在文件中，它只是一个基地址+长度。我不会去那个兔子洞；我确定有一个原因使 .text 稍微大一点会导致从页面开头开始的 BSS，但我不知道它是什么。
无论如何，如果我们构建 BSS 使得 val 恰好在页面结束之前，我们会得到一个错误：
... same .text
section .bss
dummy: resb 4096 - 0xa8 - 2
val: resb 1
;; could have done this instead of making up constants
;; ALIGN 4096
;; dummy2: resb 4094
;; val2: resb
然后构建 运行:
$ asm-link -m32 bss-no-segfault.asm
+ yasm -felf32 -Worphan-labels -gdwarf2 bss-no-segfault.asm
+ ld -melf_i386 -o bss-no-segfault bss-no-segfault.o
peter@volta:~/src/SO$ nm bss-no-segfault
080490a7 B __bss_start
080490a8 b dummy
080490a7 B _edata
0804a000 B _end <--------- End of the BSS
08048080 T _start
08049ffe b val <--------- Address of val
gdb ./bss-no-segfault
(gdb) b _start
(gdb) r
(gdb) set disassembly-flavor intel
(gdb) layout reg
(gdb) p &val
= (<data variable, no debug info> *) 0x8049ffe
(gdb) si # and press return to repeat a couple times
mov [var], eax 段错误，因为它进入了未映射的页面。 mov [var], ax 会起作用（因为我在页面末尾之前放置了 var 2 个字节）。
此时，/proc/<PID>/smaps显示：
... the r-x private mapping for .text
08049000-0804a000 rwxp 00000000 00:15 2885598 /home/peter/src/SO/bss-no-segfault
Size: 4 kB
Rss: 4 kB
Pss: 4 kB
Shared_Clean: 0 kB
Shared_Dirty: 0 kB
Private_Clean: 0 kB
Private_Dirty: 4 kB
Referenced: 4 kB
Anonymous: 4 kB
...
[vvar] and [vdso] pages exported by the kernel for fast gettimeofday / getpid
关键事项：rwxp 表示 read/write/execute，并且是私有的。甚至在第一条指令之前就停止了，不知何故它已经 "dirty" （即写入）。文本段也是如此，但这是 gdb 将指令更改为 int3.
所期望的
08049000-0804a000（和 4 kB 映射大小）向我们表明 BSS 仅映射了 1 页。没有数据段，只有文本和 BSS。
我正在试验汇编语言并编写了一个将 2 个硬编码字节打印到标准输出的程序。这是：
section .text
global _start
_start:
mov eax, 0x0A31
mov [val], eax
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, val
mov edx, 2
int 0x80
mov eax, 1
int 0x80
segment .bss
val resb 1; <------ Here
请注意，我在 bss 段内只保留了 1 个字节，但实际上将 2 个字节（1 和 newline 符号的字符码）放入内存位置。该程序运行良好。它打印了 1 个字符，然后是 newline。
但我预计会出现分段错误。为什么没有发生。我们只保留了1个字节，却放了2个。
x86，像大多数其他现代架构一样，使用 paging / virtual memory for memory protection. 在 x86 上（再次像许多其他架构），粒度是 4kiB。
存储到 val 的 4 字节不会出错，除非链接器恰好将它放在页面的最后 3 个字节中，并且下一页未映射。
实际发生的是，您只是覆盖了 val 之后的内容。在这种情况下，它只是未使用 space 到页面末尾。如果您在 BSS 中有其他静态存储位置，您会踩到它们的值。 （如果你愿意，可以称它们为 "variables"，但是 "variable" 的高级概念并不仅仅意味着内存位置，变量可以存在于寄存器中并且永远不需要地址。 )
除了上面链接的维基百科文章外，另请参阅：
- How does x86 paging work?（页面-table 格式的内部结构，以及 OS 如何管理它和 CPU 读取它）。
- What is the state of the art in Memory Protection?
but actually put 2 bytes (charcode for 1 and newline symbol) into the memory location.
mov [val], eax 是一个 4 字节的存储。操作数大小由寄存器决定。如果您想进行 2 字节存储，请使用 mov [val], ax.
有趣的事实：MASM 会就操作数大小不匹配发出警告或错误，因为它根据在它们之后保留 space 的声明神奇地将大小与符号名称相关联。 NASM 不会妨碍你，所以如果你写 mov [val], 0x0A31，那将是一个错误。这两个操作数都没有暗示大小，因此您需要 mov dword [val], 0x0A31（或 word 或 byte）。
将 val 放在页面末尾会出现段错误
出于某种原因，BSS 不从 32 位二进制文件的页首开始，而是接近页首。您没有链接到会占用 BSS 中大部分页面的任何其他内容。 nm bss-no-segfault 显示它在 0x080490a8，一个 4k 页面是 0x1000 字节，所以 BSS 映射中的最后一个字节将是 0x08049fff.
当我在.text部分添加一条指令时，BSS起始地址似乎发生了变化，所以推测链接器在这里的选择与将东西打包到ELF executable中有关。意义不大，因为BSS并没有存储在文件中，它只是一个基地址+长度。我不会去那个兔子洞；我确定有一个原因使 .text 稍微大一点会导致从页面开头开始的 BSS，但我不知道它是什么。
无论如何，如果我们构建 BSS 使得 val 恰好在页面结束之前，我们会得到一个错误：
... same .text
section .bss
dummy: resb 4096 - 0xa8 - 2
val: resb 1
;; could have done this instead of making up constants
;; ALIGN 4096
;; dummy2: resb 4094
;; val2: resb
然后构建 运行:
$ asm-link -m32 bss-no-segfault.asm
+ yasm -felf32 -Worphan-labels -gdwarf2 bss-no-segfault.asm
+ ld -melf_i386 -o bss-no-segfault bss-no-segfault.o
peter@volta:~/src/SO$ nm bss-no-segfault
080490a7 B __bss_start
080490a8 b dummy
080490a7 B _edata
0804a000 B _end <--------- End of the BSS
08048080 T _start
08049ffe b val <--------- Address of val
gdb ./bss-no-segfault
(gdb) b _start
(gdb) r
(gdb) set disassembly-flavor intel
(gdb) layout reg
(gdb) p &val
= (<data variable, no debug info> *) 0x8049ffe
(gdb) si # and press return to repeat a couple times
mov [var], eax 段错误，因为它进入了未映射的页面。 mov [var], ax 会起作用（因为我在页面末尾之前放置了 var 2 个字节）。
此时，/proc/<PID>/smaps显示：
... the r-x private mapping for .text
08049000-0804a000 rwxp 00000000 00:15 2885598 /home/peter/src/SO/bss-no-segfault
Size: 4 kB
Rss: 4 kB
Pss: 4 kB
Shared_Clean: 0 kB
Shared_Dirty: 0 kB
Private_Clean: 0 kB
Private_Dirty: 4 kB
Referenced: 4 kB
Anonymous: 4 kB
...
[vvar] and [vdso] pages exported by the kernel for fast gettimeofday / getpid
关键事项：rwxp 表示 read/write/execute，并且是私有的。甚至在第一条指令之前就停止了，不知何故它已经 "dirty" （即写入）。文本段也是如此，但这是 gdb 将指令更改为 int3.
08049000-0804a000（和 4 kB 映射大小）向我们表明 BSS 仅映射了 1 页。没有数据段，只有文本和 BSS。