从static关键字说起

为什么linux的驱动方法都加static关键字呢？带着这个疑问，我有了下边的一些收获。

ok，从最基本的static关键字在c语言中的作用说起吧。

在c语言中static关键字用来描述变量和函数有不用的作用，先来看函数：

我写了两个文件main.c和b.c：

//b.c中定义了一个static修饰的方法   static void staticTest(){        printf("static test is running...");      }//main.c中调用   void main(){         staticTest();     }

       这种情况下调用会出错，原因就是用static关键字修饰的函数只在本文件内有效（文件作用域）。 可以说这个staticTest函数属于b.c这个文件。

       当然用static来修饰一个全局变量也是相同的结果，但是如果用static修饰一个局部变量会有什么结果？我在main.c中定义了两个方法：

void main(){        run();    run();    run2();    run2();    }static void run(){      int x = 2;     x++;      printf("x is %d\n",x);     }void run2(){     static x = 2;     x++;     printf("x is %d\n",x);     }

运行结果：

x is 3;x is 3;x is 3;x is 4;

也就是说，static修饰的局部变量不管函数被调用多少次，这个局部变量只有一份。
为什么会这样，这个得分析一下内存模型。这是linux进程的内存模型：

 

先了解几个概念：
栈：从高地址向低地址扩展

堆：从低地址向高地址扩展（因为你不知道堆和栈具体的空间大小，这样类似双端队列的做法可以充分利用空间）
（忽然想到以前从数据库中取出的数据作为数组存在heap中导致内存溢出，以前以为是stack溢出，现在明白是heap溢出）

bss segment：未初始化段，看图识字。

data segment：初始化段，看图识字。

Text segment：也叫code segment，放些只读的数据，我理解常量也放这里。（一直搞不懂常量区到哪？？）

 

好的，开始：起初，当程序以二进制的形式被加载到内存中，stack中什么也没有，bss中被清零，data中初始化全局变量，text中存放一些只读（rodata）的常量。
当有函数被调用的时候，就会生成一个栈帧（stack frame）：

栈帧:一个函数执行的环境：函数参数、函数的局部变量、函数执行完后返回到哪里等等。

将栈帧插入到栈中，例如运行同一个函数两次就会有两个栈帧被插入，栈帧中的非静态局部变量的值是从常量区中取得，就是说，每个栈帧都有属于它的一份局部变量，但是：静态局部变量的值只有一份，所有栈帧共用一个值。
我说的有点乱，看个例子（来自网上）：

//main.cpp  int a = 0; 全局初始化区  char *p1; 全局未初始化区  main()  {  int b; //栈  char s[] = "abc"; //栈  char *p2; //栈  char *p3 = "123456"; //123456\0在常量区，p3在栈上。  static int c =0； //全局（静态）初始化区  p1 = (char *)malloc(10);  p2 = (char *)malloc(20);  //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。  strcpy(p1, "123456"); //123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。  }  

可以看到静态变量的值不存在常量区。常量区放的是只读的数据（供栈帧从中复制值，复制后值不变），静态变量及其值都是存储在bss和data段，可以在程序运行时修改的（栈帧不复制，直接使用）。

写到这里我又想起一个困扰我很久的问题（原谅我是个Java程序员）：

 

                String str = new String("abc");//存放在堆中                   String str = "abc";//先在栈中创建一个String类的对象指针str，然后查找文字中有没有存放"abc"，如果没有，则将"abc"存放进文字常量区，并令str指向"abc"，如果已经有"abc"则直接令str指向"abc" 

ok，关于static关键字在c语言中的作用就讲到这里，关于static关键字在c++中的用法（c++中有class来划定边界，因此static有public、private之分），有时间再写。
               
 回归起初的问题，为什么linux驱动函数都要交static关键字，为了不让用户调用， 我们知道linux有系统空间和用户空间，而驱动就是工作再系统空间，和内核是同一级别， 内核大部分都是驱动，而linux内核也只有一个main函数（起初操作系统只有一个init进程，其他进程由它生成），也就是说加上static之后，内核可以调用，而用户不可以调用。

 

这里有个问题：static关键字修饰函数只在文件内有效，我的理解就是b.c中有效，那么为什么linux 内核函数可以调用呢？？