从汇编看c++中全局对象和全局变量
先来看c++源码:
#include <iostream>
using namespace std;
class X {
public:
int i;
public:
X(int ii = ) : i(ii) {
}
~X() {}
}; X xxx();//全局对象
int i = ;//全局变量 int main() {
}
在代码里面定义了一个全局对象xxx和一个全局变量i,main函数什么也不做。在定义全局对象xxx处打一个断点,然后在vs2010里面调试,查看对象xxx和变量i的内存,如下:
xxx的内存:
对象xxx的内存内容都被置为0,而不是无意义的数
i的内存:
可以看到,虽然i在对象xxx后面定义,但是,当断点打在定义xxx处时,它内存值已经是2了。这是因为具有初始值的全局变量,其值在连接时就被写入了文件。当用户执行该文件的时候,操作系统分析文件中的数据,将相应数据写入内存之中。因此,全局变量诞生于所在执行文件被操作系统加载之后,执行第一条代码之前。(main函数并不是程序执行的第一条代码)。
单步跟进后,我们会看到如下的构造对象xxx的汇编码:
: X xxx();//全局对象
00BF4450 push ebp
00BF4451 mov ebp,esp
00BF4453 sub esp,0C0h
00BF4459 push ebx
00BF445A push esi
00BF445B push edi
00BF445C lea edi,[ebp-0C0h]
00BF4462 mov ecx,30h
00BF4467 mov eax,0CCCCCCCCh
00BF446C rep stos dword ptr es:[edi]
00BF446E push ;压入参数1
00BF4470 mov ecx,offset xxx ;获取对象xxx的首地址
00BF4475 call X::X ;调用对象xxx的构造函数
00BF447A push offset `dynamic atexit destructor for 'xxx' ;获取对象xxx的析构代理函数地址 ,传递给atexit函数
00BF447F call @ILT+100(_atexit) (0BF1069h) ;调用atexit函数,注册对象xxx的析构代理函数
00BF4484 add esp,4
00BF4487 pop edi
00BF4488 pop esi
00BF4489 pop ebx
00BF448A add esp,0C0h
00BF4490 cmp ebp,esp
00BF4492 call @ILT+305(__RTC_CheckEsp) (0BF1136h)
00BF4497 mov esp,ebp
00BF4499 pop ebp
00BF449A ret
上面汇编码就是全局对象xxx构造代理函数(没有源码对照)汇编码,在代理函数里面,不仅调用了对象xxx的构造函数,而且将xxx的析构函数通过调用atexit函数进行了注册。下面就来看看应用程序调用这个代理函数的过程。
对于一个应用程序,在调用main函数之前,编译器其实已经做了很多事情,因此,main函数并不是应用程序入口。当应用程序被加载时,入口代码是一个叫mainCRTStartup的函数(通过vs2010的调用堆栈可以看到),这个函数调用_tmainCRTStartup函数,_tmainCRTStartup函数又调用_initterm函数,它的c++源码如下:
static void __cdecl _initterm ( _PVFV * pfbegin, _PVFV * pfend)
{
while ( pfbegin < pfend )
{ if ( *pfbegin != NULL )
(**pfbegin)();
++pfbegin;
}
}
其中它的参数里面的_PVFV*是一个函数指针数组,编译器为每一个全局对象生成构造代理函数,而构造代理函数的地址就存储在这个函数指针数组里。_PVFV的定义原型如下:
typedef void(_cdecl *_PVFV)(void);
从定义可以看出_PVFV指向的构造代理函数为一个无参无返回值的函数。由于代理函数的类型被统一成_PVFV的形式,因此可以通过数组统一管理和执行。
当mian函数执行完毕之后,由exit来结束进程,从而终止程序的进行。全局对象的析构函数的调用也在其中。上面看到,在调用全局对象xxx的构造代理函数时,将其析构代理函数通过atexit函数进行了注册。因此,退出程序时会以注册相反的顺序调用注册的析构代理函数,并在析构代理函数中调用全局对象的真正析构函数,原理同调用构造代理函数类似。
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