C语言程序可以没有main函数

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学习C语言的同学都知道,每个C程序要有一个main函数,程序从main函数开始执行,在main函数中结束。但事实上,C程序也可以没有main函数,或者说自己可以指定入口函数。下面这篇文章介绍了如何实现这一过程。这篇文章转自:http://www.codeweblog.com,作者不详。学习这个内容对程序设计没啥影响,但能更深入地了解程序编译和链接的原理。

这篇文章主要介绍了c语言之没有main函数的helloworld示例,本文分解了带main函数的helloworld示例,从而分析出不需要main函数的helloworld示例,需要的朋友可以参考下。

几乎所有程序员的第一堂课都是学习helloworld程序,下面我们先来重温一下经典的C语言helloworld。

/* hello.c */

#include <stdio.h>

int main()

{

printf("helloworld!/n");

return 0;

}

这是一个简单的不能再简单的程序,但它包含有一个程序最重要的部分,那就是我们在几乎所有代码中都能看到的main函数,我们编译成可执行文件并查看符号表,过滤出里面的函数如下(为了方便查看我手动调整了grep的输出的格式,所以和你的输出格式是不一样的)

$ gcc hello.c -o hello

$ readelf -s hello | grep FUNC

Num: Value Size Type Bind Vis NdxName

27: 000000000040040c 0 FUNC LOCAL DEFAULT 13 call_gmon_start

32: 0000000000400430 0 FUNC LOCAL DEFAULT 13 __do_global_dtors_aux

35: 00000000004004a0 0 FUNC LOCAL DEFAULT 13 frame_dummy

40: 0000000000400580 0 FUNC LOCAL DEFAULT 13 __do_global_ctors_aux

47: 00000000004004e0 2 FUNC GLOBAL DEFAULT 13 __libc_csu_fini

48: 00000000004003e0 0 FUNC GLOBAL DEFAULT 13 _start

51: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND aliyunzixun@xxx.com@GLIBC_2.2.5

52: 00000000004005b8 0 FUNC GLOBAL DEFAULT 14 _fini

53: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND aliyunzixun@xxx.com@GLIBC_

58: 00000000004004f0 137 FUNC GLOBAL DEFAULT 13 __libc_csu_init

62: 00000000004004c4 21 FUNC GLOBAL DEFAULT 13 main

63: 0000000000400390 0 FUNC GLOBAL DEFAULT 11 _init

大家都知道用户的代码是从main函数开始执行的,虽然我们只写了一个main函数,但从上面的函数表可以看到还有其它很多函数,比如_start函数。实际上程序真正的入口并不是main函数,我们以下面命令对hello.c代码进行编译:

$ gcc hello.c -nostdlib

/usr/bin/ld: warning: cannot find entrysymbol _start; defaulting to 0000000000400144

-nostdlib命令是指不链接标准库,报错说找不到entry symbol _start,这里是说找不到入口符号_start,也就是说程序的真正入口是_start函数。

实际上main函数只是用户代码的入口,它会由系统库去调用,在main函数之前,系统库会做一些初始化工作,比如分配全局变量的内存,初始化堆、线程等,当main函数执行完后,会通过exit()函数做一些清理工作,用户可以自己实现_start函数:

/* hello_start.c */

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

_start(void)

{

printf("hello world!/n");

exit(0);

}

执行如下编译命令并运行:

$ gcc hello_start.c -nostartfiles -ohello_start

$ ./hello_start

hello world!

这里的-nostartfiles的功能是Do notuse the standard system startup files when linking,也就是不使用标准的startupfiles,但是还是会链接系统库,所以程序还是可以执行的。同样我们查看符号表:

$ readelf -s hello_start | grep FUNC

Num: Value Size Type Bind Vis NdxName

20: 0000000000400350 24 FUNC GLOBAL DEFAULT 10 _start

21: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND aliyunzixun@xxx.com@GLIBC_2.2.5

22: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND aliyunzixun@xxx.com@GLIBC_2.2.5

现在就只剩下三个函数了,并且都是我们自己实现的,其中printf由于只有一个参数会被编译器优化为puts函数,在编译时加-fno-builtin选项可以关掉优化。

如果我们在_start函数中去掉exit(0)语句,程序执行会出core,这是因为_start函数执行完程序就结束了,而我们自己实现的_start里面没有调用exit()去清理内存。

好不容易去掉了main函数,这时又发现必须得有一个_start函数,是不是让人很烦,其实_start函数只是一个默认入口,我们是可以指定入口的

/* hello_nomain.c */

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int nomain()

{

printf("helloworld!/n");

exit(0);

}

采用如下命令编译

$ gcc hello_nomain.c -nostartfiles -enomain -o hello_nomain

其中-e选项可以指定程序入口符号,查看符号表如下:

$ readelf -s hello_nomain | grep FUNC

Num: Value Size Type Bind Vis NdxName

20: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT aliyunzixun@xxx.com@GLIBC_2.2.5

21: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT aliyunzixun@xxx.com@GLIBC_2.2.5

22: 0000000000400350 24 FUNC GLOBAL DEFAULT 10 nomain

对比hello_start的符号表发现只是将_start换成了nomain。

到这里我们就很清楚了,程序默认的入口是标准库里的_start函数,它会做一些初始化工作,调用用户的main函数,最后再做一些清理工作,我们可以自己写_start函数来覆盖标准库里的_start,甚至可以自己指定程序的入口。

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