main 函数程序入口？充其量是程序员的代码入口！

码农UP2U

发布于 2026-03-16 18:28:02

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所谓 “穷” 字，就是在洞穴里卖苦力！当然了，现在不会有人在洞穴里卖苦力了！但是，小小的一间办公室又锁住了多少人的肉与灵呢？

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今天想聊一下 main 函数是怎么开始执行的，感觉是一个很无聊的话题。其实的确比较无聊，这不过只是想在上篇文章的介绍中，更直观的感受一下汇编指令 call 和 ret 这两个指令，还有体会一下“栈”中保存函数返回地址这个事情。

上篇文章：你这个程序员懂函数调用么

再上一篇文章：从内存地址 0x7c00 思考程序员的差距

0x01：C 语言的 main 函数

在学习 C 语言的时候，书上告诉我们说 main 函数是程序的主函数，是入口函数！main 函数是我们程序员写代码时的一个入口，也就是说，我们写的 C 语言的程序是从 main 函数开始执行的。注意，是我们写的代码的入口，并不是真正的入口。

那么 main 函数是怎么开始的呢？是由谁调用的呢？我们简单来看一下。

随便写段 C 语言的代码，然后在第一行代码处设置断点，然后调试运行起来，查看调用栈。

上图是断在 main 函数处时的调用栈，调用栈可以反映函数的调用关系。在上面的图中可以看到，在进入 main 函数之前，还是有层层调用的，下面 3 行，可以看到是执行了 ntdll 和 kernel32 这两个 dll 中的代码，在倒数第四行中可以看到，开始调用 mainCRTStartup 函数，然后一层层的到了我们的 main 函数处。

0x02：Linux 操作系统的 main 函数是谁调用的呢？

Linux 是汇编和 C 语言实现的，那么在 Linux 源码中的 C 语言部分是否有 main 函数呢？那是肯定的！那 Linux 源码中的 main 函数是由谁调用的呢？

这里参考的是 Linux 0.11 的源码，在 head.s 源码中，给出了对 main 函数的调用的代码，代码如下：

after_page_tables:
    pushl $0        # These are the parameters to main :-)
    pushl $0
    pushl $0
    pushl $L6       # return address for main, if it decides to.
    pushl $_main
    jmp setup_paging
L6:
    jmp L6          # main should never return here, but
                # just in case, we know what happens.

上面的代码中，连续的 pushl 后面有一个 jmp 指令，我们看一下 setup_paging 部分的代码。

setup_paging:
    movl $1024*5,%ecx       /* 5 pages - pg_dir+4 page tables */
    xorl %eax,%eax
    xorl %edi,%edi          /* pg_dir is at 0x000 */
    cld;rep;stosl
    movl $pg0+7,_pg_dir     /* set present bit/user r/w */
    movl $pg1+7,_pg_dir+4       /*  --------- " " --------- */
    movl $pg2+7,_pg_dir+8       /*  --------- " " --------- */
    movl $pg3+7,_pg_dir+12      /*  --------- " " --------- */
    movl $pg3+4092,%edi
    movl $0xfff007,%eax     /*  16Mb - 4096 + 7 (r/w user,p) */
    std
1:  stosl           /* fill pages backwards - more efficient :-) */
    subl $0x1000,%eax
    jge 1b
    xorl %eax,%eax      /* pg_dir is at 0x0000 */
    movl %eax,%cr3      /* cr3 - page directory start */
    movl %cr0,%eax
    orl $0x80000000,%eax
    movl %eax,%cr0      /* set paging (PG) bit */
    ret         /* this also flushes prefetch-queue */

为什么要看 setup_paging 呢？其实完全不用看！在 setup_paging 中没有栈相关的操作。最后有一个 ret 指令！在上篇文章中应该提过，ret 时会把栈顶位置的值给到指令指针寄存器中。

当前的栈顶的值就是 _main，也就 setup_paging 返回后，直接是执行 _main 函数了。再回看一下上面的代码。

after_page_tables:
    pushl $0        # These are the parameters to main :-)
    pushl $0
    pushl $0
    pushl $L6       # return address for main, if it decides to.
    pushl $_main
    jmp setup_paging
L6:
    jmp L6          # main should never return here, but
                # just in case, we know what happens.

上面的代码中，在不考虑 jmp 的情况下，连续 pushl 可以看做如下的代码：

pushl $0
pushl $0
pushl $0
pushl $L6
call  $_main

前 3 个 pushl 是 main 函数的参数，依次是 env、argv 和 argc，最后的 $L6 是 main 函数的返回地址。看注释 main 函数是不会返回的。所以这个返回地址的标号也比较有意思，哈哈！L6，老 6？不返回就命名为“老六”？！！

0x03：类似的例子

在 Linux 中还有类似的代码吗，是有的，随便拿一处的代码来看一下吧。

代码如下：

#define move_to_user_mode() \
__asm__ ("movl %%esp,%%eax\n\t" \
    "pushl $0x17\n\t" \
    "pushl %%eax\n\t" \
    "pushfl\n\t" \
    "pushl $0x0f\n\t" \
    "pushl $1f\n\t" \
    "iret\n" \
    "1:\tmovl $0x17,%%eax\n\t" \
    "movw %%ax,%%ds\n\t" \
    "movw %%ax,%%es\n\t" \
    "movw %%ax,%%fs\n\t" \
    "movw %%ax,%%gs" \
    :::"ax")

void main(void)     /* This really IS void, no error here. */
{           /* The startup routine assumes (well, ...) this */
    ...

    move_to_user_mode();
    if (!fork()) {      /* we count on this going ok */
        init();
    }

上面的代码还是出自 Linux 0.11 的源码中，在 main.c 这个源码中。

move_to_user_mode() 是从内核态切换到用户态，使用的方式中断。看上面代码的第 8 行，指令是 iret 指令，这是中断返回的指令。在上面的代码中是没有进行中断调用的，那它怎么进行中断返回的呢？也是借助栈顶的值返回。它自己压栈构造了一个中断返回地址，然后调用 iret 来完成中断返回，从而完成了内核态到用户态的切换。

0x04：最后...

终归 main 函数只是程序员写代码的入口，而不是真正的程序的入口，无论是对于 PE 文件、ELF 文件，还是 MachO 的文件，里面都有实际的程序入口的地址。我们的可执行文件在生成时，链接器会提供很多操作系统相关的数据到可执行文件中，便于操作系统的加载。当然了，不同的操作系统的文件格式也是不同，因此这些可执行的二进制文件想要直接跨操作系统执行……不行的！

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