__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，类似于可执行文件_start的实际入口点，它将位于某个目标文件或库中（例如crt0.oC 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main在用 C 编码时创建了一个，但这并不是真正开始发生的地方。有一个整体转换的需要是你的主要程序之前，甚至做的事情开始。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，然后由启动代码将其归零 - 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）；
• 准备argc并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时根本不需要设置堆栈，_start因为进程的需要是未知）;
• 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。

只有当所有这些都完成后，才可以调用您的main函数。还有可能在您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)例如，如果您正在编写不使用标准 C 库的内容，或者您​​想为低级工作提供自己的例程，则可以告诉许多链接器不要这样做_start。