#madskillz

Как правильно выполнить любой код до и после main() 🏃

Функция int main() не является настоящей "точкой входа" в программе. До того, как зайти туда (и после него), программа выполняет много другого кода, в том числе юзерского.

Почти всегда этот код - инициализация статических объектов, которая выполняется до main(). Программа:

    std::vector<int> MakeVector() {
        std::cout << "do MakeVector" << std::endl;
        return {1, 2, 3};
    }
    std::vector<int> VECTOR = MakeVector();
    int main() {
        std::cout << "do main" << std::endl;
    }

Выведет такое:

    do MakeVector
    do main

Пример на godbolt

В этом коде можно делать что угодно (читать файлы, записывать в поток и т.д.), окружение там полностью готово. Я часто использую лямбды:
Пример на godbolt 1, godbolt 2.

😀 Есть крутой лонгрид (со схемами) про то, что происходит до и после main(): Linux x86 Program Start Up.
Но все описание там "примерное", потому что поведение зависит от компилятора и его версии 🖥
В моем случае некоторые действия находятся в другом положении схемы (увидел по gdb), и еще есть дополнительная вложенность - есть функции для отдельных .cpp-файлов, а там внутри уже вызовы для инициализации переменных.

⌨️ Для того, чтобы "вызвать функцию до main()", можно пометить ее специальным атрибутом.
А именно __attribute__((constructor)) или менее вырвиглазно [[gnu::constructor]].

Здесь слова "constructor" и "destructor" не относятся к классам в C++, это исторические названия еще до C++.

Пример на godbolt с ctor-ами и dtor-ами

Однако здесь есть типичный прикол с std::cout 😁
👍 Пример по ссылке выше, скомпилированный на x86-64 clang trunk по состоянию на 13.06.2023 работает нормально.
❌ Более старый релиз x86-64 clang 16.0.0 дает сегфолт в кторах и будет работать только если поменять там на printf - ссылка на godbolt.
😠 Это связано с тем, что std::cout и подобные объекты инициализируются в конструкторе статического объекта std::ios_base::Init (объявление этого объекта находится в хедере <iostream>).
А компилятор данной версии так скомпилировал, что кторы выполняются ДО НЕГО и пытаются обратиться к неинициализированному объекту.
Функция printf таких спецэффектов не имеет, там просто перенаправление в нужный системный вызов (syscall) без регистрации и СМС.
Мораль думайте сами 👍

❔ Для чего может быть полезна такая штука? Лучше описать как "вопрос-ответ"

1️⃣
Вопрос: В чем принципиальное отличие этого кода:

    [[gnu::constructor]] void foo() {
        // приколы
    }

от этого:

    struct Dummy {
        Dummy() { /* приколы */ }
    };
    Dummy dummy;

или более укуренного этого:

    const auto dummy = []{
        // приколы
        return nullptr;
    }();

Ответ: Никакого, кроме более удобной записи.

2️⃣
Вопрос: Зачем это все надо, почему нельзя этот кусок кода поместить в int main()???
Ответ: Иногда нужно выполнить кусок кода, только если мы линкуем какую-то библиотеку или подключаем хедер. Например, если в библиотеке хэширования есть расчет хитрых данных для хэшей на старте программы в [[gnu::constructor]], то не надо париться с тем, как и что вызвать в main(), можно просто линковать библиотеку и заработает.

Да точно это же и происходит для std::cout, как мы только что увидели выше!

3️⃣
Вопрос: Какие жесткие проблемы решает эта запись?
Ответ: В кторах и дторах можно указывать приоритет 😐 Чем он выше, тем позже выполнится ктор (и соответственно раньше дтор).
Пример на godbolt.
Это решает артиллерийский выстрел в ногу под названием Static Initialization Order Fiasco. Очередность выполнения инициализаций обычно зависит от порядка линковки, а с приоритетом стало можно это нормально разруливать! 😎

В остальном проблемы линковки все еще остаются легендарными - можно почитать пример особо опасной проблемы, о которой писал раньше: https://www.tgoop.com/cxx95/76