逐步进行C编译导致segfault错误

Question

我正在尝试理解C语言编译

给定以下简单的C代码在main.c文件中：

int main() {
    int a;
    a = 42;
    return 0;
}

我进行了以下操作：

cpp main.c main.i
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/cc1 main.i -o main.s
as -o main.o main.s
ld -o main.exe main.o

执行main.exe时，我遇到了分段错误。

在这个例子中，如何获得良好的内存寻址？

- johnnnn

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请使用您的gcc平台。 - 0___________

如果将您的 main() 函数重命名为 start()，会发生什么？ - Jabberwocky

@Jabberwocky 替换 C 启动代码并不是一件简单的事情。使用函数 _start() 可以消除链接器警告，但程序在从 _start() 返回后会出现段错误。 - Bodo

@Bodo，这正是我所怀疑的会发生的事情。 - Jabberwocky

@johnnnn - 当main()返回时，会发生“分段错误”，因为堆栈上没有返回地址。通常，main()是从C运行时代码中调用的。通过gcc -v -o main.exe main.o命令可以了解链接步骤中所做的工作。 - Armali

Answer 1

当我在一个x86_64 Ubuntu 19.10系统上尝试您问题中的命令序列时，ld会发出警告：

ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 0000000000401000

这是表示出现了问题的迹象。

这个错误意味着链接器没有找到符号"_start"，而是使用了默认地址。运行程序时，它会尝试在此地址执行代码，显然无效。

从C代码编译出来的可执行程序不仅包含您的代码。编译器指示链接器添加C运行时库和启动代码。启动代码负责初始化并调用您的主函数。

例如，运行：

gcc -v -o main.exe main.o

查看程序中添加了哪些其他文件。在我的系统上，这将显示一些名称以crt开头的文件，这意味着“C运行时库”。

如果您不使用gcc链接程序，而是直接使用ld，则必须以类似编译器自动完成的方式手动添加所有必要的目标文件。

- Bodo