O programa C sai imediatamente após a execução, mas tem um loop while (1)

Question

Estou tentando ajustar um programa de caça-minas em c com um limite de 3 KB para que ele possa caber em um código qr, e estava funcionando bem até que quando adicionei a opção -nostdlibe a compilei, o programa saiu imediatamente, apesar de demorar um pouco (1 ) loop em principal sem nenhuma maneira de sair.

As bibliotecas que adicionei no linker foram kernel32, gcce msvcrt(caso você queira reproduzi-lo). E embora tecnicamente tenha retornado 0x0, o que significa que foi 'bem-sucedido', obviamente não foi; ou não teria feito isso. Meu código pode ser visto aqui:

#include <windows.h>

#define WIDTH 100
#define HEIGHT 100
#define BOMBS 801

int xorshf96(int x, int y, int z)
{
   unsigned long t;
   x ^= x << 16;
   x ^= x >> 5;
   x ^= x << 1;

   t = x;
   x = y;
   y = z;
   z = t ^ x ^ y;

  return z;
}


void ExpandGrid(int fullGrid[WIDTH][HEIGHT], int knownGrid[WIDTH][HEIGHT], int blankPos[2])
{
    int neighbors[8][2] = {{0,1}, {1,0}, {1,1},
                          {0,-1},        {-1,0},
                          {-1,-1},{-1,1},{1,-1}};
    int curTile[2];

    knownGrid[blankPos[0]][blankPos[1]] = 1;
    if(fullGrid[blankPos[0]][blankPos[1]] != 0) return;

    for(int blck = 0; blck < 8; ++blck)
    {
        curTile[0] = abs(blankPos[0]+neighbors[blck][0]);
        curTile[1] = abs(blankPos[1]+neighbors[blck][1]);
        if(curTile[0] > WIDTH-1 || curTile[1] > HEIGHT-1) continue;

        if(fullGrid[curTile[0]][curTile[1]] == 0 && knownGrid[curTile[0]][curTile[1]] == 0)
        {
            knownGrid[curTile[0]][curTile[1]] = 1;
            ExpandGrid(fullGrid, knownGrid, curTile);
        }
        else if(fullGrid[curTile[0]][curTile[1]] > 0) knownGrid[curTile[0]][curTile[1]] = 1;
    }
}


int main(void)
{
    COORD characterBufferSize = { WIDTH, HEIGHT };
    COORD characterPosition = { 0, 0 };
    SMALL_RECT consoleWriteArea = { 0, 0, WIDTH - 1, HEIGHT - 1 };
    CHAR_INFO consoleBuffer[WIDTH][HEIGHT];

    HANDLE wHnd = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    HANDLE rHnd = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);

    int num1, num2, num3 = 0;
    SYSTEMTIME systime;

    DWORD numEventsRead = 0;
    DWORD numEvents = 0;
    INPUT_RECORD *eventBuffer;
    int wait = 0;

    SetConsoleTitle("Minesweeper!");

    int startGrid[WIDTH][HEIGHT] = { 0 };
    int knownGrid[WIDTH][HEIGHT] = { 0 };
    int arrowPos[2] = {0, 0};
    int bomb[2] = {0, 0};

    for (int i = 0; i < BOMBS; i++)
    {
        while (startGrid[bomb[0]][bomb[1]] < -1 || bomb[0] <= 0 || bomb[1] <= 0 || bomb[0] >= WIDTH-1 || bomb[1] >= HEIGHT-1)
        {
            GetLocalTime(&systime);
            num1, num2, num3 = (int) systime.wMilliseconds;

            bomb[1] = (xorshf96(num3, num2, num1) % (HEIGHT-1)) + 1;

            GetSystemTime(&systime);
            num1, num2, num3 = (int) systime.wMilliseconds;

            bomb[0] = (xorshf96(num1, num2, num3) % (WIDTH-1)) + 1;
        }

        startGrid[bomb[0]][bomb[1]] = -9;

        startGrid[bomb[0] + 1][bomb[1] + 1]++;
        startGrid[bomb[0] + 1][bomb[1]]++;
        startGrid[bomb[0]][bomb[1] + 1]++;
        startGrid[bomb[0] - 1][bomb[1] + 1]++;
        startGrid[bomb[0]][bomb[1] - 1]++;
        startGrid[bomb[0] + 1][bomb[1] - 1]++;
        startGrid[bomb[0] - 1][bomb[1] - 1]++;
        startGrid[bomb[0] - 1][bomb[1]]++;
    }

    while(1)
    {
        if (arrowPos[0] > WIDTH-1) arrowPos[0] = WIDTH-1;
        if (arrowPos[0] < 0) arrowPos[0] = 0;
        if (arrowPos[1] > HEIGHT-1) arrowPos[1] = HEIGHT-1;
        if (arrowPos[1] < 0) arrowPos[1] = 0;

        for (int x = 0; x < WIDTH; ++x)
        {
            for (int y = 0; y < HEIGHT; ++y)
            {

                if (knownGrid[x][y] == 1)
                {
                    if (startGrid[x][y] > 0)
                    {
                        consoleBuffer[x][y].Char.AsciiChar = '0' + startGrid[x][y];
                        consoleBuffer[x][y].Attributes = FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_INTENSITY;
                    }
                    else
                    {
                        consoleBuffer[x][y].Char.AsciiChar = 'o';
                        consoleBuffer[x][y].Attributes = (startGrid[x][y] < 0 ? FOREGROUND_RED : FOREGROUND_BLUE) | FOREGROUND_INTENSITY;
                    }
                }
                else
                {
                    consoleBuffer[x][y].Char.AsciiChar = 00;
                    consoleBuffer[x][y].Attributes = FOREGROUND_BLUE | FOREGROUND_INTENSITY;
                }

                if(arrowPos[0] == x && arrowPos[1] == y)
                {
                    consoleBuffer[x][y].Attributes = BACKGROUND_RED | BACKGROUND_BLUE | BACKGROUND_GREEN;
                }
            }
        }

        WriteConsoleOutputA(wHnd, *consoleBuffer, characterBufferSize, characterPosition, &consoleWriteArea);

        numEvents = 0;
        numEventsRead = 0;
        GetNumberOfConsoleInputEvents(rHnd, &numEvents);

        if (numEvents)
        {
            eventBuffer = malloc(sizeof(INPUT_RECORD) * numEvents);
            ReadConsoleInput(rHnd, eventBuffer, numEvents, &numEventsRead);
        }

        if(numEventsRead && wait <= 0)
        {
            wait = 50;
            switch (eventBuffer[0].Event.KeyEvent.wVirtualKeyCode)
            {
                case VK_UP:
                    arrowPos[0]--;
                    break;
                case VK_DOWN:
                    arrowPos[0]++;
                    break;
                case VK_LEFT:
                    arrowPos[1]--;
                    break;
                case VK_RIGHT:
                    arrowPos[1]++;
                    break;
                case VK_RETURN:
                    ExpandGrid(startGrid, knownGrid, arrowPos);
                    break;
            }
        }

        wait--;
    }

}

Answer 1

O uso de -nostdlibtem dois efeitos:

• impede que o material da biblioteca padrão seja vinculado automaticamente; e
• ele impede que o código crt0de inicialização do tempo de execução C seja vinculado.

Esse último é importante, normalmente há muitas coisas que acontecem antes de main()ser chamado e, se você não vincular crt0, o ponto de entrada real_start (não main) não existe.

Portanto, a solução é fornecer o seu próprio, _start mas sem toda a configuração confusa do ambiente C necessária para programas C reais. Isso é tão simples quanto fornecer o mystart.Sseguinte:

.globl _start
_start:
    call main           # call main without any setup.
    movl %eax, %ebx     # copy return value to pass back.
    movl $1, %eax # function code for exit. int $0x80           # invoke function.

Combine isso com um programa C muito básico da seguinte maneira:

int main(void) {
    return 42;
}

Em seguida, você pode compilá-lo e testá-lo, conforme a seguinte transcrição:

pax> gcc -nostdlib -o nolibc nolibc.c mystart.S
pax> ./nolibc ; echo $?
42

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Isso responde à sua pergunta específica , "Por que não funciona?". No entanto, ainda acabei com um tamanho de executável bastante robusto, mesmo com algumas otimizações extras reunidas em outro lugar:

gcc -nostdlib -Os -ffunction-sections -fdata-sections -Wl,--gc-sections -o nolibc nolibc.c mystart.S
strip -s -R .comment -R .gnu.version --strip-unneeded nolibc

Portanto, além disso, você provavelmente terá que mexer no script do linker para que ele carregue apenas o que é absolutamente necessário para que seu executável seja executado.

Não vou entrar nisso aqui, pois é um assunto bastante amplo e não é relevante para a sua pergunta específica. Sugiro fazer (depois de pesquisar, é claro) uma pergunta diferente sobre como fazer isso.

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E tenha em mente que int $80é um pensamento do Linux, de memória. Se você quiser fazer algo semelhante para o Windows, deve examinar como o crt0código funciona nessa plataforma. É provável que seja usado, ExitProcess()então você precisa de algo como (não testado, então você precisa depurar você mesmo):

.globl _start
.extern ExitProcess
_start:
    call main           # call main without any setup.
    push %eax           # push main return code for delivery to OS.
                        # win64 equiv is, I think: mov %eax, %ecx
    call ExitProcess    # And off we go.

e, em seguida, descubra como vincular os arquivos dll / lib do Windows.