C: main() 返回一个数组总是等于 56答案

【问题标题】：C: main() returning an array always equals to 56C: main() 返回一个数组总是等于 56
【发布时间】：2016-10-08 13:55:46
【问题描述】：

我想知道当我使用main 函数的返回值时会发生什么。

我发现如果我从main返回一个数组变量（应该是退出状态）并在shell中打印退出状态，输出总是56。不知道为什么？

C 程序：

int* main(void) {
    static int x[3];
    x[0]=89;
    x[1]=15;
    x[2]=10;
    return x;
}

我测试如下：

gcc array_return.c -o array_return
./array_return
echo $?

即使我更改数组的大小或更改其中的数字，输出也始终为56。 56这个数字是什么意思？

【问题讨论】：

56 没有任何意义；程序无效。
@JohnZwinck 我不这么认为。如果这是一个错误，那么为什么它不会改变并堆叠在 56 处？我的问题也不是在 main 上返回正确的东西（每个人都知道 0 是正确的）。
您的程序无效。 56 不是一个有用的数字，它只是由于你的平台的一些怪癖而你最终得到的一些随机废话。有效类型是 int。如果您将编译器警告作为错误启用，您可能会发现您编写的代码甚至无法编译。例如我的编译器说error: return type of 'main' is not 'int'
@JohnZwinck 我的问题不重复。你的工作是否正确，你可能对 56 点是正确的，我不这么认为，但我的问题与任何其他问题都不重复。我请求您取消阻止我的问题...
好的，我将重新打开这个问题，我们将看看它是如何进行的。顺便说一句，“做好你的工作”是惊人的。你应该试着对更多的人这么说。

标签： c shell main exitstatus

【解决方案1】：

您的程序返回一个指针。它不是您在问题中提出的“数组”。因为数组的名称计算为其第一项的地址（与数组本身的地址相同）。

在 C 中，main 函数返回的值被解释为exit status，即您的示例中使用的$? 变量。

我猜，您正在运行 Bash shell，因为在 Bash 中，退出状态存储在 $? 变量中。指针通常是一个很大的数字，至少大于255，最大为exit code in Bash:

超出范围的退出值可能会导致意外退出代码。一个出口大于 255 的值返回模 256 的退出代码。例如，退出 3809 给出的退出代码为 225 (3809 % 256 = 225)。

现在让我们通过打印变量的地址和地址modulo256来修改你的程序：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    static int x[3];
    printf("%ld ==> %d\n", (size_t)x, (size_t)x % 256);
    return (int)x;
}

让我们编译它并测试我是否正确：

$ gcc -Wall -g test.c -o test && ./test; echo $?
test.c: In function ‘main’:
test.c:6:12: warning: cast from pointer to integer of different size [-Wpointer-to-int-cast]
     return (int)x;
            ^
6295620 ==> 68
68

如我们所见，返回状态等于6295620 % 256，正如official documentation 中所记录的那样。

【讨论】：

一字节退出码不是bash的限制，而是内核的一个属性（参见execve(2)、_exit(2)、waitpid(2)...）。更改或修补 shell 不会更改该限制（退出代码介于 0 和 255 之间）

【解决方案2】：

根据 ISO C，int* main(void) 不是需要实现支持的启动函数main 的一种形式。所以行为不是由语言标准定义的。

int *main(void) 可以作为您的 C 实现提供的文档化扩展。这样，C 实现可以支持编写启动函数的其他方式。

更可能的是，构造是错误的，而您的实现只是忽略了这种情况；它只是编译代码并让机器指令做他们可能做的事情。要了解实际行为，您必须了解该级别发生的情况。

很可能，返回的指针本身的按位表示被解释为整数终止状态值，它转换为操作系统退出代码 56。（可能是值中的一些位域，例如作为最低 8 位，是 56）。假设int * 和int 以相同的方式从函数返回。他们可能不是。例如，在摩托罗拉 68000 系列处理器的 C 编译器中，存在通过 A0 寄存器返回指针和在 D0 中返回整数值的约定。因此，如果编写了一个 int * 返回函数来满足对预期返回 int 的某事物的外部引用，则调用者会收到 D0 中发生的任何垃圾，而指针已进入 A0。

由于未定义行为，因此不需要诊断！在 C 语言中，你甚至可以这样写：

int main[42] = { 3 };

在某些将编译和链接的环境中。执行时，数组数据最终用作机器语言函数图像。 IOCC：International Obfuscated C Contest 中曾出现过一次（可能不止一次）依赖此技巧的程序。

【讨论】：