6.1.4  全局/静态变量

首先列出规则如下：

不能定义类的全局或者静态对象，除非这个类没有构造函数；否则全局对象将因初始化过程中含有无法解决的符号，而导致链接失败。

读者可能难以理解这个规定，所以要用实例进行更深的挖掘才行。以simClass的clsInt类为例，如果定义如下全局变量：

clsInt  gA; 

对项目进行编译，会毫不留情地得到如下错误（也是链接错误）：

errors in directory c:\trunk\simclass  
c:\trunk\simclass\main.obj : error LNK2019:
unresolved external symbol _atexit referenced 
in function "void __cdecl 'dynamic initializer
for 'gA''(void)" (  __EgA@@YAXXZ) 

上面的链接错误，是由于函数 __EgA@@YAXXZ中找不到符号_atexit。这两个名字都怪得不得了！理解它们要从C++(www.cppentry.com)标准说起，C++(www.cppentry.com)标准规定对于全局对象的处理，编译器要保证全局对象在main()函数运行之前已经被初始化，并且保证main()函数在退出前被删除（析构）。变量的初始化与删除，需要编译器专门为它们各自创建一个函数，并在合适的时机进行调用。函数名称根据不同的编译器会有所不同，在这里看到，用于对gA进行初始化的是函数 __EgA@@YAXXZ，笔者通过IAD反汇编后看到，用于删除（析构）的是函数 __FgA@@YAXXZ。后者一点问题都没有，但前者遇到了问题，无法解析_atexit符号。笔者将其汇编代码拷贝如下：

// 函数名，注释很明白地告诉我们，此函数是gA的初始化函数  
  __EgA@@YAXXZ:      ; DATA XREF: .CRT$XCU:_gA$initializer$o  
0000031E   mov     edi, edi  
00000320   push    ebp  
00000321   mov     ebp, esp  
 
// 下面首先会调用clsInt的默认构造函数  
// 第一句是将m_nValue赋值为0  
00000323   mov     ds:clsInt gA, 0  
 
// 下面是DbgPrint调用  
0000032D   mov     eax, ds:clsInt gA  
00000332   push    eax  
00000333   push    offset clsInt gA  
00000338   push    offset PrintString  
0000033D   call    _DbgPrint  
0000033D  
00000342   add     esp, 0Ch  
 
// 初始化已经完毕了，问题出在这里  
//初始化完毕后，把  __FgA@@YAXXZ地址作为参数，
调用_atexit以注册终止函数  
00000345   push    offset   __FgA@@YAXXZ  
0000034A   call    _atexit  
0000034A  
 
// 恢复堆栈  
0000034F   add     esp, 4  
00000352   pop     ebp  
00000353   retn  
00000353  
00000353 _text$yc        ends 

上面的汇编代码，大部分都是正确的，只是到了最后调用_atexit函数时才出了错（_atexit是导入符号，实际函数名应去掉前面的"_"，即atexit）。atexit是一个C标准函数，其作用是向系统注册终止函数，即主程序在终止之前需调用的处理函数。上面我们看到，atexit将 __FgA@@YAXXZ作为参数进行了调用以析构gA。在逻辑上是没有问题的，但atexit函数在内核中未实现。实际上，它有下面的一行调用:

atexit(  __FgA@@YAXXZ)； 

现在的问题就归结为：内核中没有C运行时函数atexit。请问：它可以有吗？它难道不可以有吗？

上面笔者也说过，内核代码和用户程序是非常不一样的。用户程序的生命周期由main()调用开始，main()调用结束，整个程序也即完结。而驱动程序却不一样，虽然我们有时候把DriverEntry比作main()，但二者在本质上不同，DriverEntry的生命周期非常短，其作用仅是将内核文件镜像加载到系统中时进行驱动初始化，调用结束后驱动程序的其他部分依旧存在，并不随它而终止。所以我们一般可把DriverEntry称为"入口函数"，而不可称为"主函数"。因此作为内核驱动来说，它没有一个明确的退出点，这应该是atexit无法在内核中实现的原因吧。

从图6-2我们看到，用户程序是一个独立运行单位，main()函数是主线程，它的生命周期也就是程序的生命周期。而内核驱动呢？它的生命周期其实只是镜像文件的生命周期，即加载与卸载，并没有固定的主线程与之匹配甚至支配其生命周期；相反，驱动代码可以出现在任何线程环境中，被任何线程调用。

话说回来，其实驱动程序也是有明显的生命周期的，即从DriverEntry开始到DriverUnload结束的镜像文件的生命周期，如图6-3所示。这也并非不可利用，笔者觉得，如果在DriverEntry调用前执行全局对象的初始化函数，而同时把终止函数注册到DriverUnload中，或许能够解决问题，但前提是要求系统要做相应的改动了。因为DriverUnload是可选的，所以若采用这种方法，应采取措施为未提供DriverUnload函数的驱动设置默认的卸载函数。但随着微软对这方面研究的深入，笔者相信，这个问题一定是他们的问题列表中必须解决的一项。

（点击查看大图）图6-2  用户程序

（点击查看大图）图6-3  内核假想实现

本节内容代码，请参看本书simClass示例工程。

内核中使用C++(www.cppentry.com)还有一点需要注意，就是C++(www.cppentry.com)编译器会在不提醒的情况下，使用堆栈生成临时变量若干，而内核堆栈是非常有限的，所以常常需要对此保持一份警惕。