未初始化全局變量

　　為下一篇介紹程序記憶體分布做準備，這一篇先來介紹一下未初始化全局變量：

　　未初始化全局變量，這名字就很直白，就是 C 程式中定義成全局作用域而又沒有初始化的變量，我們知道這種變量在程式運作後是被自動初始化為 全0 的。編譯器編譯的時候會将這類變量收集起來集中放置到 .bss 段中，這個段隻記錄了段長，沒有實際上的内容（全是0，沒必要存儲），在程式被裝載時作業系統會為它配置設定等于段長的記憶體，并全部初始化為0。

　　這有兩個 C程式，都定義了全局數組 data（長度為1M，占用記憶體4MB），一個部分初始化（bss_init1.c），一個未初始化（bss_uninit1.c）：

bss_init1.c：

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

#define MAXLEN 1024*1024

int data[MAXLEN]={1,};

int main()
{
    Sleep(-1);
    return 0;
}
           

bss_uninit1.c：

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

#define MAXLEN 1024*1024

int data[MAXLEN];

int main()
{
    Sleep(-1);
    return 0;
}
           

　　

編譯以上兩個程式後：

　　可以看到有初始化的可執行檔案的大小差不多是4MB，而未初始化的隻有47KB！這就是 .bss 段有段長，而沒有實際内容的表現。用 UltraEdit 打開 bss_init1.exe 可看到檔案中大部分是全0（data數組的内容）：

　　但是接下來運作（return 0 之前的 Sleep(-1) 保證了程式暫時不會退出）的時候，卻發現 bss_init1.exe 占用的空間明顯少于 4MB，這是怎麼回事呢？

　　這就涉及程式裝載的政策了。早期的作業系統（如：linux 0.01）采用的是一次裝載：将可執行檔案一次性完整裝入記憶體後再執行程式。不管程式是 1KB 還是 60MB，都要等全部裝入記憶體後才能執行，這顯然是不太合理的。

　　而現在的作業系統都是采用延遲裝載： 将程序空間映射到可執行檔案之後就開始執行了，執行的時候如果發現要讀/寫的頁不在記憶體中，就根據映射關系去讀取進來，然後繼續執行應用程式（應該是在頁保護異常的進行中實作的）。

　　bss_init1.exe 肯定是被映射了，而程式中又沒有對 data 數組進行讀/寫操作，是以作業系統也就懶得去裝入這片記憶體了。下面修改一下這兩個程式：在 Sleep(-1) 前将 data 數組的每個元素指派為 -1：

int i;
for(i=0; i<MAXLEN; ++i)
    data[i] = -1;
           

　　

再運作，它們占用的記憶體都是 4M 了：