C言語のポインタを含む構造体の初期化まとめ。

C99に準拠した内容です。

C11でも特に変わっていなさそう。
C言語の仕様で次の構造体の初期化はどうなるのか、少しまとめておきたい。

#include<stdio.h>

struct S
{
    int val;
    void *ptr;
    int val2;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct S a_var = {0};
    static struct S s_var;

    // 自動変数の表示
    printf("%d\n%d\n", a_var.val, a_var.val2);
    if (a_var.ptr == NULL)
    {
        // NULLのときの処理
    }

    // 静的変数の表示 => 初期化していないので、.bssに置かれる。
    printf("%d\n%d\n", s_var.val, s_var.val2);
    if (s_var.ptr == NULL)
    {
        // NULLのときの処理
    }
    return 0;
}

下記の2ページの内容をまとめてみる。

スタックオーバーフロー：C言語のポインタ変数を含む構造体初期化について
スタックオーバーフロー：how about .bss section not zero initialized

算術型：int / long / char 等

初期化状態	auto / 算術型	static / 算術型	グローバル / 算術型
未	不定	0	0
済	初期化値	初期化値	初期化値

初期化状態	auto / ポインタ型	static / ポインタ型	グローバル / ポインタ型
未	不定	NULL	NULL
済	初期化値	初期化値	初期化値

配列や、構造体の先頭要素のみを明示的に初期化した場合
（上記ソースの「struct S v={0};」みたいなやり方）は
先頭要素以外staticやグローバル変数の未初期化変数と同様の方法で初期化される。

ということで、上記の構造体を利用するコードでは、初期化が完了すると以下の値を持つことになる。

 a_var.val -> 0
 a_var.ptr -> NULL
 a_var.val2 -> 0

 s_var.val -> 0
 s_var.ptr -> NULL
 s_var.val2 -> 0

ちゃんとC99の規格に準拠していれば、NULLは「数値型に変換した時0と一致する」ということなのでC言語で言うところのint型の0とNULLの値は一致しなければならない。

（ただし、C言語のソース上ではその比較はやってはいけない（可読性下がるからマジやめてね）って話と言う認識でいる）

ということは、自作でOS作ってる人はプログラムローダとか作るときは責任持って.bssをゼロ埋めしてあげる必要があるのだなぁ。

間違っても1とかで埋めてはいけない。

[追記]
スタックに格納した変数はコンパイラが0クリアするコードを書いてくれるはずだよ　と言うツッコミが有ったので、BinaryNinjaでディスアセンブルしてみる。

スタックに確保されたやつは赤枠の部分みたいに、代入コードが生成されて初期化されるのを忘れていた。
指摘されて　あー　そういえば！ってなった。

ちなみに、.bssの方はどうなっているかをobjdumpで見る。

とりあえずBinaryNinjaでも見てみる。
.bssの初期化値はファイルに書かれて無いはずだけど
（.bssはセクションフラグにLOADが存在しない、ALLOCのみ）
BinaryNinjaが勝手に解釈して勝手にゼロを代入している。

だからまぁ、ローダー側はC言語の規格に準拠する処理系と言いたいなら、.bssをゼロ埋めしてあげよう。

以上