6 ? ? } \

7 }while(0)

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2.1.2 多重定义

? ? ?函数和定义时已初始化的全局变量是强符号；未初始化的全局变量是弱符号。多重定义的符号只允许最多一个强符号。Unix链接器使用以下规则来处理多重定义的符号：

?

? ? ?规则一：不允许有多个强符号。在被多个源文件包含的头文件内定义的全局变量会被定义多次(预处理阶段会将头文件内容展开在源文件中)，若在定义时显式地赋值(初始化)，则会违反此规则。

?

? ? ?规则二：若存在一个强符号和多个弱符号，则选择强符号。

?

? ? ?规则三：若存在多个弱符号，则从这些弱符号中任选一个。

?

? ? ?当不同文件内定义同名(即便类型和含义不同)的全局变量时，该变量共享同一块内存(地址相同)。若变量定义时均初始化，则会产生重定义(multiple definition)的链接错误；若某处变量定义时未初始化，则无链接错误，仅在因类型不同而大小不同时可能产生符号大小变化(size of symbol `XXX' changed)的编译警告。在最坏情况下，编译链接正常，但不同文件对同名全局变量读写时相互影响，引发非常诡异的问题。这种风险在使用无法接触 源码的第三方库时尤为突出。

?

? ? ?下面的例子编译链接时没有任何警告和错误，但结果并非所愿：

?

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?1 //test.c

?2 int gdwCount = 0;

?3 int GetCount(void)

?4 {

?5 ? ? return gdwCount;

?6 }

?7?

?8?

?9 //main.c

10 extern int GetCount(void);

11 int gdwCount;

12 int main(void)

13 {

14 ? ? gdwCount = 10;

15 ? ? printf("GetCount=%d\n", GetCount());

16 return 0;

17 }

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? ? ?编码者期望函数GetCount的返回值打印出来是0，但其实是10。若将main.c中的int gdwCount语句改为int gdwCount = 0，编译链接时就会报告multiple definition of 'gdwCount'的错误。因此尽量不要依赖和假设这种符号规则。

?

? ? ?关于全局符号多重定义的讨论，详见《C语言头文件组织与包含原则》一文。

?

? ? 【对策】尽量避免使用全局变量。若确有必要，应采用静态全局变量(无强弱之分，且不会和其他全局符号产生冲突)，并封装访问函数供外部文件调用。

?

2.1.3 volatile修饰

? ? ?关键字volatile用于修饰易变的变量，告诉编译器该变量值可能会在任意时刻被意外地改变，因此不要试图对其进行任何优化。每次访问(读写)volatile所修饰的变量时，都必须从该变量的内存区域中重新读取，而不要使用寄存器(CPU)中保存的值。这样可保证数据的一致性，防止由于变量优化而出错。

?

? ? ?以下几种情况通常需要volatile关键字：

?

外围并行设备的硬件寄存器(如状态寄存器)；

中断服务程序(ISR)中所访问的非自动变量(Non-automatic Variable)，即全局变量；

多线程并发环境中被多个线程所共享的全局变量。

? ? ?变量可同时由const和volatile修饰(如只读的状态寄存器)，表明它可能被意想不到地改变，但程序不应试图修改它。指针可由volatile修饰(尽管并不常见)，如中断服务子程序修改一个指向某buffer的指针时。又如：

?

1 //只读端口(I/O与内存共享地址空间，非IA架构)

2 const volatile char *port = (const volatile char *)0x01F7

? ? ?误用volatile关键字可能带来意想不到的错误，例如：

?

1 int CalcSquare(volatile int *pVal)

2 {

3 ? ? return (*pVal) * (*pVal);

4 } //deficient

? ? ?函数CalcSquare返回指针pVal所指向值的平方，但由于该值被volatile修饰，编译器将产生类似下面的代码：

?

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1 int CalcSquare(volatile int *pVal)

2 {

3 ? ? int dwTemp1, dwTemp2;

4 ? ? dwTemp1 = *pVal;

5 ? ? dwTemp2 = *pVal;

6 ? ? return dwTemp1 * dwTemp2;

7 }//deficient

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? ? ?多线程环境下，指针pVal所指向值在函数CalcSquare执行时可能被意想不到地该变，因此dwTemp1和dwTemp2的取值可能不同，最终未必返回期望的平方值。

?

? ? ?正确的代码如下(使用全局变量的拷贝也是提高线程安全性的一种方法)：

?

1 long CalcSquare(volatile int *pVal)

2 {

3 ? ? int dwTemp;

4 ? ? dwTemp = *pVal;

5 ? ? return dwTemp * dwTemp;

6 }//deficient

? ? ?再举一例：

?

1 #define READ(val, addr) ?(val = *(unsigned long *)addr)

? ? ?编译器优化这段代码时，若addr地址的数据读取太频繁，优化器会将该地址上的值存入寄存器中，后续对该地址的访问就转变为直接从寄存器中读取数据，如此将大大加快数据读取速度。但在并发操作时，一个进程读取数据，另一进程修改数据，这种优化就会造成数据不一致。此时，必须使用volatile修饰符。

?

? ? 【对策】合理使用volatile修饰符。

?

?

?

2.2 栈区内存

2.2.1 内存未初始化

? ? ?未初始化的栈区变量其内容为随机值。直接使用这些变量会导致不可预料的后果，且难以排查。

?

? ? ?指针未初始化(野指针)或未有效初始化(如空指针)时非常危险，尤以野指针为甚。

?

? ? 【对策】在定义变量时就对其进行初始化。某些编译器会对未初始化发出警告信息，便于定位和修改。

?

2.2.2 堆栈溢出

? ? ?每个线程堆栈空间有限，稍不注意就会引起堆栈溢出错误。注意，此处“堆栈”实指栈区。

?

1 #define MAX_SIZE ?3200000 ?// 系统不同该值不同(ulimit –s: 10240kbytes)

2 int main(void){

3 ? ? int aStackCrasher[MAX_SIZE] = {0}; ?//可能导致Segmentation fault

4 ? ? aStackCrasher[0] = 1;

5 ? ? return 0;

6 }

? ? ?堆栈溢出主要有两大原因：1) 过大的自动变量；2) 递归或嵌套调用层数过深。

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