首先，我要感谢@wallyk给了我很好的初始指示。我解决了如下问题。显然，libc的gprof出口处理程序称为_mcleanup。因此，我为SIGUSR1注册了一个信号处理程序（未由第三方库使用），并调用_mcleanup和_exit。完美的作品！该代码如下所示：

#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

void sigUsr1Handler(int sig)
{
    fprintf(stderr, "Exiting on SIGUSR1\n");
    void (*_mcleanup)(void);
    _mcleanup = (void (*)(void))dlsym(RTLD_DEFAULT, "_mcleanup");
    if (_mcleanup == NULL)
         fprintf(stderr, "Unable to find gprof exit hook\n");
    else _mcleanup();
    _exit(0);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    signal(SIGUSR1, sigUsr1Handler);
    neverReturningLibraryFunction();
}