c - __libc_start_main 和 _start 是什么？

Question

在过去的几天里，我一直试图了解当我们执行一个 C 程序时幕后会发生什么。然而，即使在阅读了大量帖子后，我也找不到详细而准确的解释。有人可以帮我吗？

Answer 1

在编译和链接程序时，您通常会为特定用途找到这样的特殊名称。
通常，类似于 _start将是可执行文件的实际入口点，它将位于某个目标文件或库中(例如 crt0.o 用于 C 运行时启动代码) - 这通常会由链接器自动添加到您的可执行文件中，类似添加 C 运行时库的方式(a)。
用于启动程序的操作系统代码将类似于(显然是伪代码，并且错误检查比它应该有的要少得多):

def spawnProg(progName):
    id = newProcess()                       # make process address space
    loadProgram(pid = id, file = progName)  # load program into it
    newThread(pid, initialPc = '_start')    # make new thread to run it

即使您自己创建了一个 main当用 C 编码时，这并不是真正开始发生的地方。在主程序启动之前，还有很多事情需要完成。因此，C 启动代码的内容将类似于(最简单的):

_start:  ;; Weave magic here to set up C and libc.

         call __setup_for_c       ; set up C environment
         call __libc_start_main   ; set up standard library
         call _main               ; call your main
         call __libc_stop_main    ; tear down standard library
         call __teardown_for_c    ; tear down C environment
         jmp  __exit              ; return to OS

“魔法编织”是为 C 程序准备环境所需的一切。这可能包括以下内容:

设置静态数据(这应该被初始化为零，所以它可能只是一块内存的分配，然后由启动代码清零 - 否则你需要存储一个该大小的块，已经归零，在可执行文件中)；

准备argc和 argv在堆栈上，甚至准备堆栈本身(有可能用于 C 的特定调用约定，并且很可能操作系统在调用 _start 时根本不需要设置堆栈，因为进程的需要不知道)；

设置特定于线程的数据结构(例如每个线程的随机数生成器或错误变量)；

以其他方式初始化 C 库；等等。

只有在所有这些都完成后才可以调用您的 main功能。也有可能在您的 main 之后需要完成工作退出，例如:

调用 atexit处理程序(您希望在退出时自动运行的东西，无论退出发生在哪里)；

从共享资源中分离(例如，如果操作系统在关闭进程时没有自动执行此操作，则为共享内存)；和

释放进程退出时未自动清理的任何其他资源，否则会挂起。

(a) 可以告诉许多链接器不要这样做，例如，如果您正在编写不使用标准 C 库的东西，或者如果您想提供自己的 _start低级工作的例行公事。