在 C 中编译和运行没有 main() 的程序

Question

我正在尝试在C 中不使用main() 函数来编译和运行以下程序。我已经使用以下命令编译了我的程序。

gcc -nostartfiles nomain.c

编译器给出警告

/usr/bin/ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 0000000000400340

好的，没问题。然后，我运行了可执行文件（a.out），printf 语句都打印成功，然后得到 segmentation fault。

所以，我的问题是，为什么在成功执行打印语句后出现分段错误？

我的代码：

#include <stdio.h>

void nomain()
{
        printf("Hello World...\n");
        printf("Successfully run without main...\n");
}

输出：

Hello World...
Successfully run without main...
Segmentation fault (core dumped)

注意：

这里，-nostartfiles gcc 标志阻止编译器在链接时使用标准启动文件

Answer 1

让我们看看你的程序生成的assembly：

.LC0:
        .string "Hello World..."
.LC1:
        .string "Successfully run without main..."
nomain:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        call    puts
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC1
        call    puts
        nop
        pop     rbp
        ret

注意ret 语句。您的程序的入口点被确定为nomain，一切都很好。但是一旦函数返回，它就会尝试跳转到调用堆栈上的一个地址……没有填充。那是非法访问，然后是分段错误。

一个快速的解决方案是在程序结束时调用exit()（假设C11，我们不妨将函数标记为_Noreturn）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

_Noreturn void nomain(void)
{
    printf("Hello World...\n");
    printf("Successfully run without main...\n");
    exit(0);
}

事实上，现在您的函数的行为与常规的main 函数非常相似，因为在从main 返回后，exit 函数将被调用并使用main 的返回值。

Answer 2

在 C 中，当调用函数/子例程时，堆栈被填充为（按顺序）：

1. 论据，
2. 退货地址，
3. 局部变量，--> 栈顶

main() 是起点，ELF 以这样一种方式构建程序，即无论什么指令先出现都会先被推送，在这种情况下 printfs 是。

现在，程序在没有返回地址或__end__ 的情况下被截断，实际上它假定堆栈上的任何东西（__end__）位置都是返回地址，但不幸的是它不是，因此它崩溃。