main関数の代わりにmainと呼ばれるグローバル変数を持つプログラムはどのように機能しますか？

次のプログラムを検討してください：

#include <iostream>
int main = ( std::cout << "C++ is excellent!\n", 195 ); 

Windows 7 OSでg ++ 4.8.1（mingw64）を使用すると、プログラムは正常にコンパイルおよび実行され、印刷されます。

C ++は素晴らしいです！

コンソールに。main関数ではなくグローバル変数のように見えます。このプログラムを関数なしでどのように実行できますmain()か？このコードはC ++標準に準拠していますか？プログラムの動作は明確に定義されていますか？私も-pedantic-errorsオプションを使用しましたが、プログラムはまだコンパイルして実行されます。

何が起こっているのかという問題の詳細に入る前に、プログラムが欠陥レポート1886：main（）の言語リンケージに従って不正な形式であることを指摘することが重要です。

[...]グローバルスコープで変数mainを宣言するプログラム、または（任意の名前空間で）C言語リンケージを使用して名前mainを宣言するプログラムは、不正な形式です。[...]

clangとgccの最新バージョンでは、これがエラーとなり、プログラムはコンパイルされません（gcc liveの例を参照）。

error: cannot declare '::main' to be a global variable
int main = ( std::cout << "C++ is excellent!\n", 195 ); 
    ^

では、なぜ古いバージョンのgccとclangに診断がないのですか？この欠陥レポートには2014年後半まで解決策が提案されていなかったため、このケースはごく最近明確に不正であり、診断が必要です。

これより前は、セクション[basic.start.main]の C ++標準ドラフトのshall要件に違反しているため、これは未定義の動作のよう3.6.1 です。

プログラムには、プログラムの指定された開始点であるmainと呼ばれるグローバル関数が含まれます。[...]

未定義の動作は予測不可能であり、診断を必要としません。動作の再現で見られる不整合は、典型的な未定義の動作です。

それでは、コードは実際に何をしており、なぜ場合によっては結果を生成するのでしょうか？私たちが持っているものを見てみましょう：

declarator  
|        initializer----------------------------------
|        |                                           |
v        v                                           v
int main = ( std::cout << "C++ is excellent!\n", 195 ); 
    ^      ^                                   ^
    |      |                                   |
    |      |                                   comma operator
    |      primary expression
global variable of type int

我々が持っているmainであるint型グローバル名前空間で宣言され、初期化され、変数は静的記憶域期間を持ちます。呼び出しの試行が行われる前に初期化が行われるかどうかは、実装によって定義されますmainが、gccは呼び出しの前に行われるようmainです。

このコードではカンマ演算子を使用しており、左のオペランドは破棄された値の式であり、ここでは呼び出しの副作用のためにのみ使用されますstd::cout。コンマ演算子の結果は、右側のオペランド195ですmain。この場合、変数に割り当てられているprvalue です。

sergejがcout静的な初期化中に呼び出される生成されたアセンブリショーを指摘しているのがわかります。議論のためのより興味深いポイントがライブゴッドボルトセッションを参照してくださいがこれは次のようになります：

main:
.zero   4

以降：

movl    $195, main(%rip)

考えられるシナリオは、プログラムがmain有効なコードが存在することを期待してシンボルにジャンプし、場合によってはseg-faultになることです。そのmainため、コードの実行を許可するセグメント内にいると仮定すると、変数に有効なマシンコードを格納すると、実行可能なプログラムにつながる可能性があると予想されます。この1984年のIOCCCエントリはまさにそれを行っていることがわかります。

これを使用してCでgccにこれを実行させることができるようです（実際に見る）：

const int main = 195 ;

変数mainが実行可能な場所に配置されていないために変数がconstでない場合、セグメンテーションフォールトが発生します。このコメントへのハットヒント。

また、この質問のC固有のバージョンに対するFUZxxlの回答も参照してください。

3.6.1 / 1以降：

プログラムには、プログラムの指定された開始点であるmainと呼ばれるグローバル関数が含まれます。メイン機能を定義するために自立環境のプログラムが必要かどうかは、実装で定義されます。

このことから、g​​ ++はメイン関数なしでプログラムを（おそらく「自立」節として）許可するように思われます。

次に3.6.1 / 3から：

関数mainはプログラム内では使用しない（3.2）。mainのリンク（3.5）は実装定義です。mainをインラインまたは静的であると宣言するプログラムは正しくありません。mainという名前は、他に予約されていません。

したがって、ここでは、という名前の整数変数を使用してもまったく問題ないことがわかりますmain。

最後に、なぜ出力が出力されるのか疑問に思っている場合、の初期化でint mainは、カンマ演算子を使用coutして静的initで実行し、実際の整数値を指定して初期化を行います。

gcc 4.8.1は、次のx86アセンブリを生成します。

.LC0:
    .string "C++ is excellent!\n"
    subq    $8, %rsp    #,
    movl    std::__ioinit, %edi #,
    call    std::ios_base::Init::Init() #
    movl    $__dso_handle, %edx #,
    movl    std::__ioinit, %esi #,
    movl    std::ios_base::Init::~Init(), %edi  #,
    call    __cxa_atexit    #
    movl    $.LC0, %esi #,
    movl    std::cout, %edi #,
    call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<< <std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*)   #
    movl    $195, main(%rip)    #, main
    addq    $8, %rsp    #,
    ret
main:
    .zero   4

関数coutではなく初期化中に呼び出されることに注意してくださいmain！

.zero 4位置から始まる4（0が初期化）バイトを宣言main、mainの名前である可変[！]。

mainシンボルは、プログラムの開始として解釈されます。動作はプラットフォームによって異なります。

それは不正なプログラムです。テスト環境cygwin64 / g ++ 4.9.3でクラッシュします。

標準から：

3.6.1メイン関数 [basic.start.main]

1プログラムには、プログラムの指定された開始点であるmainと呼ばれるグローバル関数が含まれます。

これが機能すると私が思う理由は、コンパイラがmain()関数をコンパイルしていることを知らないため、割り当ての副作用を伴うグローバル整数をコンパイルするためです。

オブジェクトフォーマットこのこと翻訳単位がにコンパイルさは区別することができない関数記号と変数記号。

したがって、リンカは（変数の）メインシンボルにうまくリンクし、関数呼び出しのように扱います。しかし、ランタイムシステムがグローバル変数の初期化コードを実行するまでは。

サンプルを実行すると印刷されましたが、セグメンテーション違反が発生しました。ランタイムシステムがint変数を関数のように実行しようとしたときだと思います。

VS2013を使用してWin7 64ビットOSでこれを試しましたが、正しくコンパイルされますが、アプリケーションをビルドしようとすると、出力ウィンドウからこのメッセージが表示されます。

1>------ Build started: Project: tempTest, Configuration: Debug Win32 ------
1>LINK : fatal error LNK1561: entry point must be defined
========== Build: 0 succeeded, 1 failed, 0 up-to-date, 0 skipped ==========

あなたはここでトリッキーな仕事をしています。main（どういうわけか）が整数であると宣言できたので。リスト演算子を使用してメッセージを出力し、それに195を割り当てました。以下の誰かが言ったように、それはC ++では快適ではないということは本当です。しかし、コンパイラはユーザー定義の名前mainを見つけられなかったので、問題はありませんでした。mainはシステム定義の関数ではなく、そのユーザー定義の関数とプログラムが実行を開始するものは、特にMain（）ではなくMain Moduleであることを覚えておいてください。再度main（）は、ローダーによって意図的に実行される起動関数によって呼び出されます。次に、すべての変数が初期化され、初期化中にそのように出力されます。それでおしまい。main（）のないプログラムは問題ありませんが、標準ではありません。