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。