C/C++程序在main之前执行代码

来源：《周哥教IT.C语言深学活用》https://ke.qq.com/course/242707#tuin=a71606

我们在学习C/C++语言的时候，通常认为main函数是整个程序执行的开始。实际上，在main函数之前，会有一系列初始化的操作，这样的操作通常是由链接器等完成的。具体说来，程序最早执行的函数其实并不是main，在windows中，是mainCRTStartup，这个函数是链接器执行以初始化运行时库的，此函数又会调用CRTInit函数，该函数会对C全局变量、C内存分配以及C++中的全局类对象和构造函数进行初始化工作。所以想要在main函数之前执行一些自己的代码，是有可能的。

1. Linux环境下利用gcc的__attribute关键字

在Linux环境的C编程中，可以利用__attribute关键字定义constructor和destructor，其中前者会在main函数之前执行，后者会在main函数之后执行。

代码如下：

 #include <stdio.h>

 __attribute((constructor)) void before_main()
 {
     printf("before main!\n");
 }

 __attribute((destructor)) void after_main()
 {
     printf("after main!\n");
 }

 int main(void)
 {
     printf("This is main function.\n");
     ;
 }

before_main.c

运行结果：

natalie@ubuntu:~/Desktop/zhou_it_c/before_main$ gcc before_main.c -o before_main

natalie@ubuntu:~/Desktop/zhou_it_c/before_main$ ./before_main
before main!
This is main function.
after main!

2. Windows环境下利用#pragma预定义

上面我们说过CRTInit函数中会做一些初始化工作，包括C库、C的初始化函数、C++库、C++的初始化函数等。C和C++分别有一张表来保存初始化函数指针，每个表又会使用2个指针来明确范围。在初始化过程中，__CRTInit函数会一次调用这两个表中的函数，所以如果我们能把要执行的函数放在这两个表中，那么就可以达到在main之前执行代码的目的了。

C初始化函数表的范围是：[ __xi_a, __xi_a ] C++初始化函数表的范围是：[ __xc_a, __xc_z]

我们在具体执行的时候，通过定义特殊的段名称“.CRT$XIU”和“.CRT$XCU”，把要执行的函数放在段中。链接器就会形成日下的C初始化函数表：

[__xi_a, ..., before1(xiu), ..., __xi_z]

以及C++初始化函数表：

[__xc_a, ..., before2(xcu), ..., __xc_z]

代码如下：

#include <stdio.h>

int before_main(void)
{
    printf("before main!\n");
    ;
}

typedef int func();

#pragma data_seg(".CRT$XIU")
static func *before[] = { before_main };
#pragma data_seg()

int main(void)
{
    printf("This is main function.\n");
    ;
}

before_main.c

3. C++编程中利用定义全局类对象or全局变量

mainCRTStartup会对全局对象a初始化，也就是说a的构造含税会先于main执行，所以只需要在a的构造函数中定义我们要执行的函数。

另一种方式是定义一个全局变量为函数运行后的结构，那么该函数就会用于初始化，会先于main执行。

代码如下：

 #include <iostream>
 using namespace std;
 using std::cout;

 int func()
 {
     cout <<"before main: func()" << endl;
     ;
 }

 class A
 {
 public:
     A()
     {
         cout << "A() constructor" << endl;
     }
     ~A()
     {
         cout << "A() destructor" << endl;
     }
 };

 A a;

 int g_iValue = func();

 int main(void)
 {
     cout << "This is main function." << endl;
     ;
 }

before_main.cpp

运行结果：

A() constructor
before main: func()
This is main function.
A() destructor