[glibc] 带着问题看源码 —— exit 如何调用 atexit 处理器

始终在路上

前言

之前在写 apue 系列的时候，曾经对系统接口的很多行为产生过好奇，当时就想研究下对应的源码，但是苦于 linux 源码过于庞杂，千头万绪不知从何开启，就一直拖了下来。
最近在查一个问题时无意间接触到了 code browser 这个在线源码查看器，它同时解决了源码包下载和环境搭建的问题，版本也帮你选好了，直接原地起飞进入源码查看：

下面是查找 glibc exit 的过程：

语法高亮、风格切换、跳转 (定义/引用) 等功能做的还是很全面的，看代码绰绰有余，简直是我等 coder 之福音。
这里感谢 Bing 同学的介绍，感兴趣读者可以在文末参考它写的关于 glibc exit 的另一篇文章，也很不错的。
glibc exit

之前写过一篇介绍 linux 进程环境的文章(《[apue] 进程环境那些事儿》)，其中提到了 glibc exit 会主动调用 atexit 注册的处理器，且有以下特性：

• LIFO，先进后出的顺序
  
• 注册几次调用几次
  
• atexit 处理器中再次调用 exit 能完成剩余处理器的调用
  
• atexit 处理器中再次注册的 atexit 处理器能被调用
  

下面带着这些问题，来看 glibc exit 的源码，以及它是如何实现上面这些特性的。
atexit 处理器结构

开门见山：

1. void
2. exit (int status)
3. {
4.     __run_exit_handlers (status, &__exit_funcs, true, true);
5. }
7. static struct exit_function_list initial;
8. struct exit_function_list *__exit_funcs = &initial;
9. uint64_t __new_exitfn_called;

复制代码

exit 只调用了一个 __run_exit_handlers 接口，它需要的 atexit 处理器列表存储在 __exit_funcs 参数中，是从这里传入的。
未曾开言先转腚，来看下 __exit_funcs 的结构：

1. enum
2. {
3.     ef_free,        /* `ef_free' MUST be zero!  */
4.     ef_us,
5.     ef_on,
6.     ef_at,
7.     ef_cxa
8. };
10. struct exit_function
11. {
12.     /* `flavour' should be of type of the `enum' above but since we need
13.        this element in an atomic operation we have to use `long int'.  */
14.     long int flavor;
15.     union
16.     {
17.         void (*at) (void);
18.         struct
19.         {
20.             void (*fn) (int status, void *arg);
21.             void *arg;
22.         } on;
23.         struct
24.         {
25.             void (*fn) (void *arg, int status);
26.             void *arg;
27.             void *dso_handle;
28.         } cxa;
29.     } func;
30. };
32. struct exit_function_list
33. {
34.     struct exit_function_list *next;
35.     size_t idx;
36.     struct exit_function fns[32];
37. };

复制代码

exit_function_list 作为容器有点类似 stl 中的 deque，是由 exit_function 块组成的链表，兼顾了可扩展性与遍历效率两个方面：

其中 idx 记录了实际的元素个数，块之间通过 next 指针链接。
注意第一个块是在栈上分配的 initial 对象，之后的块才是在堆上分配的。
fns 数组存储的 exit_function 记录可以包含三种不同类型的函数原型：

• void (*at) (void) ： atexit 注册的函数
  
• void (*on) (int status, void* arg) ：__on_exit 注册的函数，与 atexit 的不同之处仅在于回调时多了一个 status 参数
  
• void (*cxa) (void *arg, int status) ：__internal_atexit 注册的函数，它又被以下接口调用：
  
  
  
  •  __cxa_atexit，在程序退出或 so 卸载时调用，主要是为编译器开放的内部接口
    
  •  __cxa_at_quick_exit，它又被 __new_quick_exit 所调用，后者和 exit 几乎一致
    
  
  

其中 quick_exit 调用 __run_exit_handlers 的后两个参数为 false，少清理了一些内容，以达到"快速退出"的目的。

1. void
2. __new_quick_exit (int status)
3. {
4.   /* The new quick_exit, following C++11 18.5.12, does not run object
5.      destructors.   While C11 says nothing about object destructors,
6.      since it has none, the intent is to run the registered
7.      at_quick_exit handlers and then run _Exit immediately without
8.      disturbing the state of the process and threads.  */
9.   __run_exit_handlers (status, &__quick_exit_funcs, false, false);
10. }

复制代码

另外 atexit 也是通过调用 __cxa_atexit 实现的：

1. int
2. atexit (void (*func) (void))
3. {
4.     return __cxa_atexit ((void (*) (void *)) func, NULL, __dso_handle);
5. }

复制代码

arg 参数为 NULL；so 模块句柄默认为当前模块。 所以实际上并没有类型为 ef_at 的处理器，基本全是 ef_cxa，另外

• 将 ef_free 置为整个 enum 第一个元素也是有用意的，通过 calloc 分配的内存，自动将内容清零，而对应的 flavor 恰好就是 ef_free
  
• ef_us (use) 表示槽位被占用，但是具体的类型有待后面设置 (ef_at/ef_on/ef_cxa)，具有一些临时性，但不可或缺
  

处理器的注册

直接上源码：

1. int
2. __internal_atexit (void (*func) (void *), void *arg, void *d,
3.         struct exit_function_list **listp)
4. {
5.     struct exit_function *new;
6.     /* As a QoI issue we detect NULL early with an assertion instead
7.        of a SIGSEGV at program exit when the handler is run (bug 20544).  */
8.     assert (func != NULL);
9.     __libc_lock_lock (__exit_funcs_lock);
10.     new = __new_exitfn (listp);
11.     if (new == NULL)
12.     {
13.         __libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
14.         return -1;
15.     }
16.     new->func.cxa.fn = (void (*) (void *, int)) func;
17.     new->func.cxa.arg = arg;
18.     new->func.cxa.dso_handle = d;
19.     new->flavor = ef_cxa;
20.     __libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
21.     return 0;
22. }

复制代码

参数赋值到变量 new 的成员后，没看到插入列表的动作，怀疑是在 __new_exitfn 时直接分配的：

1. /* Must be called with __exit_funcs_lock held.  */
2. struct exit_function *
3. __new_exitfn (struct exit_function_list **listp)
4. {
5.     struct exit_function_list *p = NULL;
6.     struct exit_function_list *l;
7.     struct exit_function *r = NULL;
8.     size_t i = 0;
9.     if (__exit_funcs_done)
10.         /* Exit code is finished processing all registered exit functions,
11.            therefore we fail this registration.  */
12.         return NULL;
14.     for (l = *listp; l != NULL; p = l, l = l->next)
15.     {
16.         for (i = l->idx; i > 0; --i)
17.             if (l->fns[i - 1].flavor != ef_free)
18.                 break;
19.         if (i > 0)
20.             break;
21.         /* This block is completely unused.  */
22.         l->idx = 0;
23.     }
25.     if (l == NULL || i == sizeof (l->fns) / sizeof (l->fns[0]))
26.     {
27.         /* The last entry in a block is used.  Use the first entry in
28.            the previous block if it exists.  Otherwise create a new one.  */
29.         if (p == NULL)
30.         {
31.             assert (l != NULL);
32.             p = (struct exit_function_list *) calloc (1, sizeof (struct exit_function_list));
33.             if (p != NULL)
34.             {
35.                 p->next = *listp;
36.                 *listp = p;
37.             }
38.         }
39.         if (p != NULL)
40.         {
41.             r = &p->fns[0];
42.             p->idx = 1;
43.         }
44.     }
45.     else
46.     {
47.         /* There is more room in the block.  */
48.         r = &l->fns[i];
49.         l->idx = i + 1;
50.     }
51.     /* Mark entry as used, but we don't know the flavor now.  */
52.     if (r != NULL)
53.     {
54.         r->flavor = ef_us;
55.         ++__new_exitfn_called;
56.     }
57.     return r;
58. }

复制代码

确实如此，另外这个内部接口是没有锁的，所以调用它的接口必需持有锁 (__exit_funcs_lock)。
代码不太好看，直接上图，当第一次分配时，仅有 initial 一个块，内部 32 个槽位，第一次命中最后的 else 条件，直接分配处理器 (场景 1)：

前 32 个都不用额外分配内存 (场景 2)：

第 33 个开始分配新的 exit_function_list，并移动 __exit_funcs 指针指向新分配的块作为列表的头 (场景 3)：

结合上面的场景来理解下代码：

• 插入记录时，第一个 for 循环基本不进入，因为当前块一般有有效的记录 (for 循环的作用是寻找第一个不空闲的块，这只在 atexit 处理器被调用且在其中注册新的处理器时才有用，所以暂时放一放)
  
• l 一般指向当前分配的块，中间这个 if 大段落，如果记录不满，则直接分配新的元素 (else)，并递增 idx，此时对应场景 1 & 2
  
• 如果 l 为空或记录已满，则分配新的块。此时对应场景 3，__exit_funcs 作为链表头会指向新分配的块，将 idx 设置为 1，并将第一个记录返回
  
• 最后设置新分配记录的 flavor 为 ef_us 表示占用
  

因为 atexit 没提供对应的撤销方法，所以这个 deque 在程序运行期间只会单向增长。
另外有几个小的点也需要注意，后面会用到：

• 初始时判断了 __exit_funcs_done 标志位，如果已经设立，就不允许分配新的记录了
  
• 设置 flavor 的同时也递增了变量 __new_exitfn_called 的值，它记录了总的处理器注册总量，因为在清理函数被调用时可能会注册新的处理器 (此时总量将超过 deque 的尺寸)
  

处理器的调用

直接上代码：

1. /* Call all functions registered with `atexit' and `on_exit',
2.    in the reverse of the order in which they were registered
3.    perform stdio cleanup, and terminate program execution with STATUS.  */
4. void
5. __run_exit_handlers (int status, struct exit_function_list **listp,
6.         bool run_list_atexit, bool run_dtors)
7. {
8.     /* First, call the TLS destructors.  */
9.     if (run_dtors)
10.         __call_tls_dtors ();
11.     __libc_lock_lock (__exit_funcs_lock);
12.     /* We do it this way to handle recursive calls to exit () made by
13.        the functions registered with `atexit' and `on_exit'. We call
14.        everyone on the list and use the status value in the last
15.        exit (). */
16.     while (true)
17.     {
18.         struct exit_function_list *cur;
19. restart:
20.         cur = *listp;
21.         if (cur == NULL)
22.         {
23.             /* Exit processing complete.  We will not allow any more
24.                atexit/on_exit registrations.  */
25.             __exit_funcs_done = true;
26.             break;
27.         }
28.         while (cur->idx > 0)
29.         {
30.             struct exit_function *const f = &cur->fns[--cur->idx];
31.             const uint64_t new_exitfn_called = __new_exitfn_called;
32.             switch (f->flavor)
33.             {
34.                 void (*cxafct) (void *arg, int status);
35.                 void *arg;
36.                 case ef_free:
37.                 case ef_us:
38.                     break;
39.                 case ef_on:
40.                     ...
41.                 case ef_at:
42.                     ...
43.                 case ef_cxa:
44.                     /* To avoid dlclose/exit race calling cxafct twice (BZ 22180),
45.                        we must mark this function as ef_free.  */
46.                     f->flavor = ef_free;
47.                     cxafct = f->func.cxa.fn;
48.                     arg = f->func.cxa.arg;
49.                     /* Unlock the list while we call a foreign function.  */
50.                     __libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
51.                     cxafct (arg, status);
52.                     __libc_lock_lock (__exit_funcs_lock);
53.                     break;
54.             }
55.             if (__glibc_unlikely (new_exitfn_called != __new_exitfn_called))
56.                 /* The last exit function, or another thread, has registered
57.                    more exit functions.  Start the loop over.  */
58.                 goto restart;
59.         }
60.         *listp = cur->next;
61.         if (*listp != NULL)
62.             /* Don't free the last element in the chain, this is the statically
63.                allocate element.  */
64.             free (cur);
65.     }
66.     __libc_lock_unlock (__exit_funcs_lock);
67.     if (run_list_atexit)
68.         RUN_HOOK (__libc_atexit, ());
69.     _exit (status);
70. }

复制代码

 先整理下主脉络：

• __call_tls_dctors 处理线程局部存储的释放，这里不涉及主题，略过
  
• 主循环加锁遍历处理器 deque
  
• 处理 libc 的 atexit 列表，略过
  
• 调用 _exit 退出进程
  

 重点就落在中间的两个 while 循环上，外层用于遍历块，内层遍历块上的记录。为突出重点，switch 内只保留了 ef_cxa 的内容，其它的类似。

• 回顾之前列表建立的过程，cur 指向的是最新分配的处理器，所以调用顺序 FILO 的问题得到了解答，特别是在遍历块内部时，也是倒序遍历的
  
• 在回调前解锁，回调后加锁，这样避免用户在回调中再次调用 atexit 注册处理器时发生死锁
  
• 每次回调之前记录当前处理器的总量 (new_exitfn_called)，回调结束后将它与当前值对比，从而可以得知是否设置了新的 atexit 处理器
  
  
  
  • 如果相同，表示没有注册新处理器，对当前结构没影响，继续遍历当前块和整个 deque
    
  • 如果不相同，说明插入了新记录，当前指针已经失效，需要重新遍历，这里直接 goto restart 重新开始遍历
    
  
  
• 注意在回调前，先将处理器信息复制到栈上，同时将 flavor 设置为 ef_free，避免重启遍历时，重复遍历此记录造成死循环
  
• 整个块遍历结束后，移动 __exit_funcs 到下个块，同时释放当前块，如果下个块不为空的话 (当移动到 initial 时，next 为空，不释放 initial 指向的内存，因为它不是在堆上分配的)
  
• 当 cur 遍历到最后一个块 (initial) 的 next (NULL) 后，表明整个 deque 遍历完毕，设置 __exit_funcs_done 标志，这可以阻止 atexit 再次注册处理器
  

特性分析

 有了上面的铺垫，再来分析其它的特性就清楚了：

• 注册几次回调几次，这是因为插入了多个记录，虽然它们的 func 字段都指向同一个地址
  
• 处理器中调用 exit 能完成剩余处理器的调用，原因分为两个方面：
  
  
  
  • 处理器回调前已经解锁，因此再次调用 exit 时可以正常进入这里
    
  • 处理器回调前已经把标志设为了 ef_free，所以再次遍历时，不会再处理当前记录，而是接着之前遍历位置继续遍历
    
  • 最终呈现的效果是剩余的处理器被接着调用了，但是这里一定要清楚，调用 exit 的回调其实没有返回，_exit 会保证它终结在最深层的处理器那里
    
  
  

最后一个特性：处理器中再次注册的 atexit 处理器能被调用，这个稍微复杂一点，需要结合之前注册部分的逻辑来看，再复习一下 __new_exitfn：

1. /* Must be called with __exit_funcs_lock held.  */
2. struct exit_function *
3. __new_exitfn (struct exit_function_list **listp)
4. {
5.     struct exit_function_list *p = NULL;
6.     struct exit_function_list *l;
7.     struct exit_function *r = NULL;
8.     size_t i = 0;
9.     if (__exit_funcs_done)
10.         /* Exit code is finished processing all registered exit functions,
11.            therefore we fail this registration.  */
12.         return NULL;
14.     for (l = *listp; l != NULL; p = l, l = l->next)
15.     {
16.         for (i = l->idx; i > 0; --i)
17.             if (l->fns[i - 1].flavor != ef_free)
18.                 break;
19.         if (i > 0)
20.             break;
21.         /* This block is completely unused.  */
22.         l->idx = 0;
23.     }
25.     if (l == NULL || i == sizeof (l->fns) / sizeof (l->fns[0]))
26.     {
27.         /* The last entry in a block is used.  Use the first entry in
28.            the previous block if it exists.  Otherwise create a new one.  */
29.         if (p == NULL)
30.         {
31.             assert (l != NULL);
32.             p = (struct exit_function_list *) calloc (1, sizeof (struct exit_function_list));
33.             if (p != NULL)
34.             {
35.                 p->next = *listp;
36.                 *listp = p;
37.             }
38.         }
39.         if (p != NULL)
40.         {
41.             r = &p->fns[0];
42.             p->idx = 1;
43.         }
44.     }
45.     else
46.     {
47.         /* There is more room in the block.  */
48.         r = &l->fns[i];
49.         l->idx = i + 1;
50.     }
51.     /* Mark entry as used, but we don't know the flavor now.  */
52.     if (r != NULL)
53.     {
54.         r->flavor = ef_us;
55.         ++__new_exitfn_called;
56.     }
57.     return r;
58. }

复制代码

假设当前调用的处理器是 handler_p，新注册的处理器是 handle_c，从上到下看：

• 因未遍历完所有记录，__exit_funcs_done 未设置，所以仍可以注册新的处理器
  
• 第一个 for 循环扫描当前块，将刚才回调 handler_p 而设立的 ef_free 记录回退掉
  
  
  
  • 如果当前不是第一个记录，则表明并非整个块空闲，直接使用刚设置为 ef_free 的记录，来存储 handler_c  的信息，图 1 展示了这种场景下的状态
    
  • 如果当前是第一个记录，则整个块已空闲，将 idx 设置为 0，并继续向下个块遍历
    
    
    
    • 如果下个块为 NULL，表示当前已经是最后一个块，状态见图 2
      
    • 否则继续检查下个块，此时一般不空闲 (一般是满的)，见图 3
      
    
    
  
  

图 1

图 2

图 3
以上 3 个场景中，每次仅回退一个记录，这是由于我们假设 handler_p 是第一个被调用的处理器，如果它不是第一个被调用的，是否就能出现回退多个记录的场景？
考虑下面这个用例：假设有 handler_3 / handler_2 / handler_1 三个处理器依次被调用，前两个处理器都没有注册新的处理器，handler_1 注册了两个新的 handler，分别为 handler_i / handler_ii。
首先假设 3 个 handler 都在一个块中，注册完两个新 handler 后状态如下图：

图 4
在注册 handler_i 时回退了三次、handler_ii 时回退了两次，因此是可以回退多个记录的，毕竟 __run_exit_handlers 仅仅将遍历过记录的 flavor 设置为 ef_free 而没有修改任何 idx。
下面来看看是否存在跨块回退多个记录的场景，假设 handler_1 与 handler_2 跨块，则调用 handler_1 注册 handler_i 后的状态已变为下图：

图 5
这是因为处理完 handler_2 前一个块已经被释放不可访问了，好在目前 l 指向的块已满且 p == NULL，回退到了当初扩展块时的状态 (注册处理器的场景 3)，从而重新分配块和记录，最终效果如图 6：

因为是新分配的块，就不存在覆盖的问题了。
总结一下：

• 可以回退多个记录，但是只限制在一个块内
  
• p == NULL 时一般是需要分配新的块了
  

在这个基础上继续执行 __run_exit_handlers，来看新注册的处理器是如何被调用的：

• 首先回顾 __new_exitfn，当它注册新处理器后，会递增 __new_exitfn_called 的值
  
• 回到 __run_exit_handlers，因检测到 __new_exitfn_called 发生了变化，会 goto restart 重新执行整个 while 循环
  
• 重新遍历时，会首先处理新加入的处理器，且也是按 FILO 的顺序处理
  

至此最后一个特性分析完毕。
结语

从这里也可以看到一个标准的 atexit 需要考虑的问题：

• 程序运行期间单向增长
  
• 程序退出时反向减少
  
• 有可能在执行回调时注册新的处理器从而导致再次增长，所以并不是单向减少
  

代码优化

glibc 主要花费了大量的精力处理第三个场景，不过经过本文一番分析，似乎不需要做的如此复杂。

1. ...
2.     for (l = *listp; l != NULL; p = l, l = l->next)
3.     {
4.         for (i = l->idx; i > 0; --i)
5.             if (l->fns[i - 1].flavor != ef_free)
6.                 break;
7.         if (i > 0)
8.             break;
9.         /* This block is completely unused.  */
10.         l->idx = 0;
11.     }
13.     if (l == NULL || i == sizeof (l->fns) / sizeof (l->fns[0]))
14.     {
15.         /* The last entry in a block is used.  Use the first entry in
16.            the previous block if it exists.  Otherwise create a new one.  */
17.         if (p == NULL)
18.         {
19.             assert (l != NULL);
20.             p = (struct exit_function_list *) calloc (1, sizeof (struct exit_function_list));
21.             if (p != NULL)
22.             {
23.                 p->next = *listp;
24.                 *listp = p;
25.             }
26.         }
27.         if (p != NULL)
28.         {
29.             r = &p->fns[0];
30.             p->idx = 1;
31.         }
32.     }
33.     else
34.     {
35.         /* There is more room in the block.  */
36.         r = &l->fns[i];
37.         l->idx = i + 1;
38.     }
39. ...

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例如回退记录实际不存在跨块的可能，那么回退时就可以只考虑当前块了，__new_exitfn 中第一个两层的 for 循环就可以简化为单层：

1. ...
2.     l = *listp;
3.     for (i = l->idx; i > 0; --i)
4.         if (l->fns[i - 1].flavor != ef_free)
5.             break;
6.     if (i == 0)
7.         /* This block is completely unused.  */
8.         l->idx = 0;
10.     if (i == sizeof (l->fns) / sizeof (l->fns[0]))
11.     {
12.         /* The last entry in a block is used.  Use the first entry in
13.            the previous block if it exists.  Otherwise create a new one.  */
14.         assert (p == NULL);
15.         assert (l != NULL);        
16.         p = (struct exit_function_list *) calloc (1, sizeof (struct exit_function_list));
17.         if (p != NULL)
18.         {
19.             p->next = *listp;
20.             *listp = p;
21.         }
22.     }
23.     else
24.     {
25.         /* There is more room in the block.  */
26.         r = &l->fns[i];
27.         l->idx = i + 1;
28.     }
29. ...

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经过简化后，l 永远不为 NULL，p 永远为 NULL，第二个 if 段中对 l 和 p 是否为 NULL 的判断就可以去掉了。看起来是不是简洁了一些？
当然了，上面的代码是没有经过验证的，保不齐哪里还有逻辑漏洞，欢迎大家来找茬~
dump exit_function_list

本来是打算把 __exit_funcs 中的内容打印出来看看，然而 glibc 设置了完备的符号隐藏，无法获取这个变量的地址：

1. extern struct exit_function_list *__exit_funcs attribute_hidden;
2. extern struct exit_function_list *__quick_exit_funcs attribute_hidden;
3. extern uint64_t __new_exitfn_called attribute_hidden;
4. /* True once all registered atexit/at_quick_exit/onexit handlers have been
5.    called */
6. extern bool __exit_funcs_done attribute_hidden;

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其中 attribute_hidden 就是设置符号的 visibility 属性：

1. # define attribute_hidden __attribute__ ((visibility ("hidden")))

复制代码

例如在示例代码中插入下面的声明：

1. enum
2. {
3.   ef_free,
4.   ef_us,
5.   ef_on,
6.   ef_at,
7.   ef_cxa
8. };
10. struct exit_function
11. {
12.     long int flavor;
13.     union
14.     {
15.         void (*at) (void);
16.         struct
17.         {
18.             void (*fn) (int status, void *arg);
19.             void *arg;
20.         } on;
21.         struct
22.         {
23.             void (*fn) (void *arg, int status);
24.             void *arg;
25.             void *dso_handle;
26.         } cxa;
27.     } func;
28. };
29. struct exit_function_list
30. {
31.     struct exit_function_list *next;
32.     size_t idx;
33.     struct exit_function fns[32];
34. };
36. extern struct exit_function_list *__exit_funcs;

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并在 main 中打印 __exit_funcs 的地址：

1. printf ("__exit_funcs: %p\n", __exit_funcs);

复制代码

编译时会报错：

1. $ make
2. gcc -Wall -g dumpexit.o apue.o -o dumpexit
3. dumpexit.o: In function `dump_exit':
4. /home/users/yunhai01/code/apue/07.chapter/dumpexit.c:70: undefined reference to `__exit_funcs'
5. dumpexit.o: In function `main':
6. /home/users/yunhai01/code/apue/07.chapter/dumpexit.c:103: undefined reference to `__exit_funcs'
7. collect2: error: ld returned 1 exit status
8. make: *** [dumpexit] Error 1

复制代码

正打算放弃，无意间看到这样一段宏：

1. #if defined SHARED || defined LIBC_NONSHARED \
2.   || (BUILD_PIE_DEFAULT && IS_IN (libc))
3. # define attribute_hidden __attribute__ ((visibility ("hidden")))
4. #else
5. # define attribute_hidden
6. #endif

复制代码

看起来符号隐藏只针对共享库，改为静态链接试试：

1. dumpexit: dumpexit.o apue.o
2.         gcc -Wall -g $^ -o $@ -static
4. dumpexit.o: dumpexit.c ../apue.h
5.         gcc -Wall -g -c $< -o $@ -std=c99

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居然通过了。运行程序，可以正常打印 __exit_funcs 地址：

1. $ ./dumpexit
2. __exit_funcs: 0x6c74a0

复制代码

注意这一步需要安装 glibc 静态库：

1. sudo yum install glibc-static

复制代码

否则报下面的链接错误：

1. $ make dumpexit
2. gcc -Wall -g dumpexit.o apue.o -o dumpexit -static
3. /usr/bin/ld: cannot find -lc
4. collect2: error: ld returned 1 exit status
5. make: *** [dumpexit] Error 1

复制代码

下面增加一些打印的代码：

1. void dump_exit_func (struct exit_function *ef)
2. {
3.     switch (ef->flavor)
4.     {
5.         case ef_free:
6.             printf ("free slot\n");
7.             break;
8.         case ef_us:
9.             printf ("occupy slot\n");
10.             break;
11.         case ef_on:
12.             printf ("on_exit function: %p, arg: %p\n", ef->func.on.fn, ef->func.on.arg);
13.             break;
14.         case ef_at:
15.             printf ("atexit function: %p\n", ef->func.at);
16.             break;
17.         case ef_cxa:
18.             printf ("cxa_exit function: %p, arg: %p, dso: %p\n", ef->func.cxa.fn, ef->func.cxa.arg, ef->func.cxa.dso_handle);
19.             break;
20.         default:
21.             printf ("unknown type: %d\n", ef->flavor);
22.             break;
23.     }
24. }
26. void dump_exit ()
27. {
28.     struct exit_function_list *l = __exit_funcs;
29.     while (l != NULL)
30.     {
31.         printf ("total %d record\n", l->idx);
32.         for (int i=0; i<l->idx; ++ i)
33.         {
34.             dump_exit_func (&l->fns[i]);
35.         }
37.         l = l->next;
38.     }
39. }

复制代码

平平无奇的代码，为了增加可读性，事先注册了几个处理器：

1. void do_dirty_work ()
2. {
3.     printf ("doing dirty works!\n");
4. }
6. void bye ()
7. {
8.     printf ("bye, forks~\n");
9. }
11. void times ()
12. {
13.     static int counter = 32;
14.     printf ("times %d\n", counter--);
15. }
17. int main ()
18. {
19.   int ret = 0;
20.   printf ("__exit_funcs: %p\n", __exit_funcs);
21.   ret = atexit (do_dirty_work);
22.   if (ret != 0)
23.       err_sys ("atexit");
24.   else
25.       printf ("register do_dirty_work %p\n", (void *)do_dirty_work);
27.   ret = atexit (bye);
28.   if (ret != 0)
29.       err_sys ("bye1");
30.   else
31.       printf ("register bye %p\n", (void *)bye);
33.   ret = atexit (times);
34.   if (ret != 0)
35.       err_sys ("times");
36.   else
37.       printf ("register times %p\n", (void *)times);
39.   dump_exit ();
40.   printf ("main is done!\n");
41.   return 0;
42. }

复制代码

运行后效果如下：

1. $ ./dumpexit
2. __exit_funcs: 0x6c74a0register do_dirty_work 0x40115aregister bye 0x40116aregister times 0x40117atotal 4 recordcxa_exit function: 0x24a492d7cf90f3f0, arg: (nil), dso: (nil)cxa_exit function: 0x24a492d76ac4f3f0, arg: (nil), dso: (nil)cxa_exit function: 0x24a492d76aa4f3f0, arg: (nil), dso: (nil)cxa_exit function: 0x24a492d76a84f3f0, arg: (nil), dso: (nil)main is done!times 32bye, forks~doing dirty works!

复制代码

看起来有 4 个处理器，然而它们的地址却都一样，和我准备的那三个函数地址完全不同。
不清楚是否因为 glibc 版本变迁，导致 __exit_funcs 的内部结构发生了变化，还是什么其它原因导致成员对齐出了问题，最终没有打印出来预期的结果，有了解的同学不吝赐教。
后记

code browser 已经足够强大，美中不足的是缺少书签功能，在追踪调用栈时回退不是特别方便。
好在 Bing 同学已经贴心的为我们提供了相关的插件：https://github.com/caibingcheng/codebrowser-bookmark
安装之后浏览本文用的到几个关键函数效果如下：

直接点击书签就可以跳转到历史位置了，比之前多次回退方便多了。
实际操作起来非常简单，以我古老的 firefox 为例：

• 安装油猴脚本管理器：https://addons.mozilla.org/zh-CN/firefox/addon/tampermonkey/，这一步基本是安装了一个浏览器 add-on
  
• 导入书签插件：https://greasyfork.org/zh-CN/import，这一步需要填入 Bing 同学提供的脚本地址 (https://raw.githubusercontent.com/caibingcheng/codebrowser-bookmark/master/index.js)，然后点击导入：
  

在新页面中安装导入的插件：

从弹出的窗口中选择直接安装：

这里会提示安装油猴脚本管理器，如果已经安装可以忽略提示：

点击安装后就可以看到脚本版本了：

回到 code browser，刷新下页面就可以看到书签小窗口啦~
需要注意的是，书签是本地存储的，在一台设备上创建的书签，不会自动同步到另一台设备哦。
参考

[1]. code browser
[2]. glibc-exit源码阅读
[3]. codebrowser书签插件

 

来源:https://www.cnblogs.com/goodcitizen/p/how_exit_calls_atexit_functions.html
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