c++ - C 中的 main() 方法是如何工作的？

Question

我知道有两种不同的签名来编写主要方法 -

int main()
{
   //Code
}

或者为了处理命令行参数，我们把它写成-

int main(int argc, char * argv[])
{
   //code
}

在 C++我知道我们可以重载一个方法，但是在 C编译器如何处理 main 的这两个不同的签名功能？

Answer 1

C 语言的一些特性最初只是碰巧起作用的 hack。

main 的多个签名以及可变长度的参数列表是这些功能之一。

程序员注意到他们可以将额外的参数传递给函数，并且他们给定的编译器不会发生任何不好的事情。

如果调用约定如下:

调用函数清除参数。

最左边的参数更靠近堆栈顶部，或堆栈帧的底部，因此虚假参数不会使寻址无效。

一组遵守这些规则的调用约定是基于堆栈的参数传递，调用者由此弹出参数，并将它们从右向左推送:

 ;; pseudo-assembly-language
 ;; main(argc, argv, envp); call

 push envp  ;; rightmost argument
 push argv  ;; 
 push argc  ;; leftmost argument ends up on top of stack

 call main

 pop        ;; caller cleans up   
 pop
 pop

在这种类型的调用约定的编译器中，不需要做任何特殊的事情来支持这两种 main ，甚至其他种类。 main可以是一个没有参数的函数，在这种情况下，它不会注意到被压入堆栈的项目。如果它是一个有两个参数的函数，那么它会找到 argc和 argv作为最顶层的两个堆栈项。如果它是具有环境指针(通用扩展)的特定于平台的三参数变体，那也将起作用:它将找到第三个参数作为堆栈顶部的第三个元素。

因此，固定调用适用于所有情况，允许将单个固定启动模块链接到程序。该模块可以用 C 编写，作为一个类似于以下的函数:

/* I'm adding envp to show that even a popular platform-specific variant
   can be handled. */
extern int main(int argc, char **argv, char **envp);

void __start(void)
{
  /* This is the real startup function for the executable.
     It performs a bunch of library initialization. */

  /* ... */

  /* And then: */
  exit(main(argc_from_somewhere, argv_from_somewhere, envp_from_somewhere));
}

换句话说，这个 start 模块总是调用一个三参数的 main。如果 main 没有参数，或者只有 int, char ** ，由于调用约定，它恰好可以正常工作，并且如果它不需要参数。

如果您要在您的程序中执行此类操作，它将是不可移植的，并被 ISO C 视为未定义行为:以一种方式声明和调用函数，并以另一种方式定义它。但是编译器的启动技巧不必是可移植的；它不受可移植程序规则的指导。

但是假设调用约定不能以这种方式工作。在这种情况下，编译器必须处理 main特别。当它注意到它正在编译 main 时函数，它可以生成与三个参数调用兼容的代码。

也就是说，你这样写:

int main(void)
{
   /* ... */
}

但是当编译器看到它时，它本质上会执行代码转换，以便它编译的函数看起来更像这样:

int main(int __argc_ignore, char **__argv_ignore, char **__envp_ignore)
{
   /* ... */
}

除了名称 __argc_ignore不存在。不会在您的作用域中引入此类名称，并且不会对未使用的参数发出任何警告。
代码转换使编译器发出具有正确链接的代码，该链接知道它必须清除三个参数。

另一种实现策略是编译器或链接器自定义生成 __start函数(或任何名称)，或至少从几个预编译的替代方案中选择一个。关于 main 支持哪种形式的信息可以存储在目标文件中。正在使用。链接器可以查看此信息，并选择包含对 main 的调用的启动模块的正确版本。这与程序的定义兼容。 C 实现通常只有少数受支持的形式 main所以这个方法是可行的。

C99 语言的编译器总是要处理 main特别地，在某种程度上，支持黑客，如果函数在没有 return 的情况下终止声明，行为就像 return 0被处决。这同样可以通过代码转换来处理。编译器注意到一个名为 main 的函数。正在编译。然后它检查主体的末端是否可能可达。如果是这样，它会插入一个 return 0;