本文简单探讨一下 main 函数的启动流程
环境搭建
测试环境为 arch linux, x86 ISA，使用 docker 新建 Ubuntu 容器
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| sudo docker run -it --name test ubuntu
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在容器中
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| cd ~ && apt update && apt install -y build-essential vim gdb less
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vim main.c，编写 main.c 源文件
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| #include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("hello, world\n");
return 0;
}
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gcc -g main.c -o main
读取 main 可执行程序
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| root@479c0e77cdf2:~# readelf -h main
ELF Header:
Magic: 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Class: ELF64
Data: 2's complement, little endian
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI Version: 0
Type: DYN (Position-Independent Executable file)
Machine: Advanced Micro Devices X86-64
Version: 0x1
Entry point address: 0x1060
Start of program headers: 64 (bytes into file)
Start of section headers: 13976 (bytes into file)
Flags: 0x0
Size of this header: 64 (bytes)
Size of program headers: 56 (bytes)
Number of program headers: 13
Size of section headers: 64 (bytes)
Number of section headers: 31
Section header string table index: 30
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请注意 Entry point address 的地址为 0x1060，程序入口地址
查找程序入口地址 1060，可以看到如下
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| Disassembly of section .text:
0000000000001060 <_start>:
1060: f3 0f 1e fa endbr64
1064: 31 ed xor %ebp,%ebp
1066: 49 89 d1 mov %rdx,%r9
1069: 5e pop %rsi
106a: 48 89 e2 mov %rsp,%rdx
106d: 48 83 e4 f0 and $0xfffffffffffffff0,%rsp
1071: 50 push %rax
1072: 54 push %rsp
1073: 45 31 c0 xor %r8d,%r8d
1076: 31 c9 xor %ecx,%ecx
1078: 48 8d 3d ca 00 00 00 lea 0xca(%rip),%rdi # 1149 <main>
107f: ff 15 53 2f 00 00 call *0x2f53(%rip) # 3fd8 <__libc_start_main@GLIBC_2.34>
1085: f4 hlt
1086: 66 2e 0f 1f 84 00 00 cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
108d: 00 00 00
0000000000001140 <frame_dummy>:
1140: f3 0f 1e fa endbr64
1144: e9 77 ff ff ff jmp 10c0 <register_tm_clones>
0000000000001149 <main>:
1149: f3 0f 1e fa endbr64
114d: 55 push %rbp
114e: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
1151: 48 8d 05 ac 0e 00 00 lea 0xeac(%rip),%rax # 2004 <_IO_stdin_used+0x4>
1158: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
115b: e8 f0 fe ff ff call 1050 <puts@plt>
1160: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
1165: 5d pop %rbp
1166: c3 ret
|
- _start 的地址 0000000000001060
- main 函数实现的地址如下 0000000000001149
- __libc_start_main 为 glibc 动态库的桩代码
我们逐步分析 _start 主要做了什么
1060 启用 RAI (Return Address Indirection) 技术
1064 清零 ebp 基址寄存器
1066 将通用寄存器 rdx 拷贝到 r9 中
1069 从栈上 pop 一个值给 rsi
106a 栈顶指针 rsp 拷到 rdx 中
106d rsp 和 16 字节向下对齐
1071 push rax
1072 push rsp
1073 清零 r8d
1076 清零 rcx
1078 rdi 的值为 rip + 0xca
107f 跳到 0x2f53 + rip 的地址
很难看明白，还是用 gdb 看 glibc 到底做了什么
安装 glibc-6
以下我们可以发现 main 被链接到 glibc-6 的版本
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| root@479c0e77cdf2:~# ldd main
linux-vdso.so.1 (0x00007ffeb53c7000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f79e99b7000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f79e9bea000)
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为了更近一步分析，我们需要 glibc-6 的源码，下载源码或者在 /etc/apt/sources.list.d/ubuntu.sources 添加以下内容
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| Types: deb-src
URIs: http://archive.ubuntu.com/ubuntu/
Suites: noble noble-updates noble-backports
Components: main universe restricted multiverse
Signed-By: /usr/share/keyrings/ubuntu-archive-keyring.gpg
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更新源和源码
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| apt update && apt source libc6
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发现当前文件夹有了 glibc-2.39 的源码文件
编写 .gdbinit 文件，填源文件搜索路径
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| dir ~/glibc-2.39
b _start
r
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gdb main -x .gdbinit
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| b _dl_start_user
b _dl_init
b call_init
b _init_first
b __init_misc
b __libc_start_main_impl
b __libc_start_call_main
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_dl_start_user 是 ld 动态库
分析
_init_first
__init_misc
__libc_start_main_impl
__libc_start_call_main
这三个函数都做了什么呢？
@todo