__libc_start_main 和 _start 是什么？

Question

从过去几天开始，我一直试图了解当我们执行 C 程序时幕后会发生什么。 但是，即使在阅读了许多帖子之后，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像这样的特殊名称。

通常，像_start这样的东西是可执行文件的实际入口点，它将位于某些 object 文件或库中（如 C 运行时启动代码的crt0.o ） - 这通常会自动添加到您的可执行文件中通过 linker，类似于添加 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，并且错误检查比应有的要少得多）：

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

即使您在 C 中编码时自己创建了一个main ，但这并不是事情真正开始发生的地方。 甚至在您的主程序启动之前，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”是使环境为 C 程序做好准备所需的一切。 这可能包括以下内容：

• 设置 static 数据（这应该被初始化为零，所以它可能只是 memory 的一个块的分配，然后由启动代码归零 - 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）；
• 在堆栈上准备argc和argv ，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，因为需要过程未知）；
• 设置线程特定的数据结构（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，才能调用您的main function。 也有可能在您的main退出后需要完成工作，例如：

• 调用atexit处理程序（您希望在退出时自动运行的事情，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 memory）； 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。

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^(a)如果您正在编写不使用标准 C 库的东西，或者如果您想为低级工作提供自己的_start例程，则可以告诉许多链接器不要这样做。