前言

在本篇文章当中主要给大家介绍C语言当中一些不常用的特性，比如在main函数之前和之后设置我们想要执行的函数，以及各种花式退出程序的方式。

main函数是最先执行和最后执行的函数吗？

C语言构造和析构函数

通常我们在写C程序的时候都是从main函数开始写，因此我们可能没人有关心过这个问题，事实上是main函数不是程序第一个执行的函数，也不是程序最后一个执行的函数。

(相关资料图)

#include <stdio.h>void __attribute__((constructor)) init1() {printf("before main funciton\n");}int main() {printf("this is main funciton\n");}

我们编译上面的代码然后执行，输出结果如下图所示：

➜  code git:(main) ./init.outbefore main funcitonthis is main funciton

由此可见main函数并不是第一个被执行的函数，那么程序第一次执行的函数是什么呢？很简单我们看一下程序的调用栈即可。

从上面的结果可以知道，程序第一个执行的函数是_start，这是在类Unix操作系统上执行的第一个函数。

那么main函数是程序执行的最后一个函数吗？我们看下面的代码：

#include <stdio.h>void __attribute__((destructor)) __exit() {printf("this is exit\n");}void __attribute__((constructor)) init() {printf("this is init\n");}int main() {printf("this is main\n");return 0;}

上面程序的输出结果如下：

➜  code git:(main) ./out.outthis is initthis is mainthis is exit

由此可见main函数也不是我们最后执行的函数！事实上我们除了上面的方法之外我们也可以在libc当中注册一些函数，让程序在main函数之后，退出执行前执行这些函数。

on_exit和atexit函数

我们可以使用上面两个函数进行函数的注册，让程序退出之前执行我们指定的函数

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>void __attribute__((destructor)) __exit() {printf("this is exit\n");}void __attribute__((constructor)) init() {printf("this is init\n");}void on__exit() {printf("this in on exit\n");}void at__exit() {printf("this in at exit\n");}int main() {on_exit(on__exit, NULL);atexit(at__exit);printf("this is main\n");return 0;}this is initthis is mainthis in at exitthis in on exitthis is exit

我们可以仔细分析一下上面程序执行的顺序。首先是执构造函数，然后执行 atexit 注册的函数，再执行 on_exit 注册的函数，最后执行析构函数。从上面程序的输出我们可以知道我们注册的函数生效了，但是需要注意一个问题，先注册的函数后执行，不管是使用 atexit 还是 on_exit 函数。我们现在看下面的代码：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>void __attribute__((destructor)) __exit() {printf("this is exit\n");}void __attribute__((constructor)) init() {printf("this is init\n");}void on__exit() {printf("this in on exit\n");}void at__exit() {printf("this in at exit\n");}int main() {// 调换下面两行的顺序atexit(at__exit);on_exit(on__exit, NULL);printf("this is main\n");return 0;}

上面的代码输出如下：

this is initthis is mainthis in on exitthis in at exitthis is exit

从输出的结果看确实和上面我们提到的规则一样，先注册的函数后执行。这一点再linux程序员开发手册里面也提到了。

但是这里有一点需要注意的是我们应该尽可能使用atexit函数，而不是使用on_exit函数，因为atexit函数是标准规定的，而on_exit并不是标准规定的。

exit和_exit函数

其中exit函数是libc给我们提供的函数，我们可以使用这个函数正常的终止程序的执行，而且我们在前面注册的函数还是能够被执行。比如在下面的代码当中：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>void __attribute__((destructor)) __exit1() {printf("this is exit1\n");}void __attribute__((destructor)) __exit2() {printf("this is exit2\n");}void __attribute__((constructor)) init1() {printf("this is init1\n");}void __attribute__((constructor)) init2() {printf("this is init2\n");}void on__exit1() {printf("this in on exit1\n");}void at__exit1() {printf("this in at exit1\n");}void on__exit2() {printf("this in on exit2\n");}void at__exit2() {printf("this in at exit2\n");}int main() {// _exit(1);on_exit(on__exit1, NULL);on_exit(on__exit2, NULL);atexit(at__exit1);atexit(at__exit2);printf("this is main\n");exit(1);return 0;}

上面的函数执行结果如下所示：

this is init1this is init2this is mainthis in at exit2this in at exit1this in on exit2this in on exit1this is exit2this is exit1

可以看到我们的代码被正常执行啦。

但是_exit是一个系统调用，当执行这个方法的时候程序会被直接终止，我们看下面的代码：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>void __attribute__((destructor)) __exit1() {printf("this is exit1\n");}void __attribute__((destructor)) __exit2() {printf("this is exit2\n");}void __attribute__((constructor)) init1() {printf("this is init1\n");}void __attribute__((constructor)) init2() {printf("this is init2\n");}void on__exit1() {printf("this in on exit1\n");}void at__exit1() {printf("this in at exit1\n");}void on__exit2() {printf("this in on exit2\n");}void at__exit2() {printf("this in at exit2\n");}int main() {// _exit(1);on_exit(on__exit1, NULL);on_exit(on__exit2, NULL);atexit(at__exit1);atexit(at__exit2);printf("this is main\n");_exit(1); // 只改了这个函数 从 exit 变成 _exitreturn 0;}

上面的代码输出结果如下所示：

this is init1this is init2this is main

可以看到我们注册的函数和最终的析构函数都没有被执行，程序直接退出啦。

花式退出

出了上面的_exit函数之外，我们还可以使用其他的方式直接退出程序：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/syscall.h> void __attribute__((destructor)) __exit1() {printf("this is exit1\n");}void __attribute__((destructor)) __exit2() {printf("this is exit2\n");}void __attribute__((constructor)) init1() {printf("this is init1\n");}void __attribute__((constructor)) init2() {printf("this is init2\n");}void on__exit1() {printf("this in on exit1\n");}void at__exit1() {printf("this in at exit1\n");}void on__exit2() {printf("this in on exit2\n");}void at__exit2() {printf("this in at exit2\n");}int main() {// _exit(1);on_exit(on__exit1, NULL);on_exit(on__exit2, NULL);atexit(at__exit1);atexit(at__exit2);printf("this is main\n");syscall(SYS_exit, 1); // 和 _exit 效果一样return 0;}

出了上面直接调用函数的方法退出函数，我们还可以使用内联汇编退出函数，比如在64位操作系统我们可以使用下面的代码退出程序：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/syscall.h> void __attribute__((destructor)) __exit1() {printf("this is exit1\n");}void __attribute__((destructor)) __exit2() {printf("this is exit2\n");}void __attribute__((constructor)) init1() {printf("this is init1\n");}void __attribute__((constructor)) init2() {printf("this is init2\n");}void on__exit1() {printf("this in on exit1\n");}void at__exit1() {printf("this in at exit1\n");}void on__exit2() {printf("this in on exit2\n");}void at__exit2() {printf("this in at exit2\n");}int main() {// _exit(1);on_exit(on__exit1, NULL);on_exit(on__exit2, NULL);atexit(at__exit1);atexit(at__exit2);printf("this is main\n");asm("movq $60, %%rax;""movq $1, %%rdi;""syscall;":::"eax");return 0;}

上面是在64位操作系统退出程序的汇编实现，在64为系统上退出程序的系统调用号为60。下面我们使用32位操作系统上的汇编实现程序退出，在32位系统上退出程序的系统调用号等于1：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/syscall.h>void __attribute__((destructor)) __exit1() {printf("this is exit1\n");}void __attribute__((destructor)) __exit2() {printf("this is exit2\n");}void __attribute__((constructor)) init1() {printf("this is init1\n");}void __attribute__((constructor)) init2() {printf("this is init2\n");}void on__exit1() {printf("this in on exit1\n");}void at__exit1() {printf("this in at exit1\n");}void on__exit2() {printf("this in on exit2\n");}void at__exit2() {printf("this in at exit2\n");}int main() {// _exit(1);on_exit(on__exit1, NULL);on_exit(on__exit2, NULL);atexit(at__exit1);atexit(at__exit2);printf("this is main\n");asm volatile("movl $1, %%eax;""movl $1, %%edi;""int $0x80;":::"eax");return 0;}

总结

在本篇文章当中主要给大家介绍C语言当中一些与程序退出的骚操作，希望大家有所收获！

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