文章目录
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- 示例代码
- 执行流程详解
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- 1. 内核加载阶段
- 2. 动态链接器执行阶段
- 3. 控制权转移
- 4. 主程序执行阶段
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- _start 函数：
- __libc_start_main：
- 关键技术点
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- 1. 入口点设置
- 2. 符号解析与重定位
- 3. 与静态链接的对比
- 执行流程示意
- 技术细节
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- 1. 内存布局示例
- 2. _start 函数的实现
- 3. 动态链接器的跳转机制
- 4. 地址空间布局
- 总结
示例代码
#include <stdio.h>
int main() {
printf("Hello Kernel\\n");
sleep(2); // 添加 2 秒延迟
return 0;
}
编译成动态链接程序（默认）
gcc –o dlink link.c
执行流程详解
当动态链接程序加载完毕并完成内存地址更新后，程序确实从 _start 开始执行，但这个过程涉及多个步骤：
1. 内核加载阶段
execve 系统调用：内核解析 ELF 文件，发现 PT_INTERP 段 加载动态链接器：内核将动态链接器（如 /lib64/ld-linux-x86-64.so.2）加载到内存 设置入口点：内核将进程的入口点设置为动态链接器的入口地址，而非主程序的 _start
2. 动态链接器执行阶段
初始化：动态链接器自身初始化 加载依赖库：读取 PT_DYNAMIC 段，加载所有依赖的共享库 符号解析：解析所有外部符号引用 重定位：更新 GOT/PLT 表，修正内存地址 初始化全局构造函数：执行 init_array 中的初始化函数
3. 控制权转移
查找主程序入口点：动态链接器查找主程序的 _start 函数地址 跳转到 _start：动态链接器通过 dl_runtime_resolve 等机制，最终跳转到主程序的 _start 函数
4. 主程序执行阶段
_start 函数：
初始化栈帧 设置 argc、argv、envp 等参数 调用 __libc_start_main
__libc_start_main：
初始化 libc 调用全局构造函数 调用用户的 main 函数 处理 main 函数的返回值 调用全局析构函数 调用 exit 函数结束进程
关键技术点
1. 入口点设置
内核视角：内核只负责加载和设置初始入口点为动态链接器 动态链接器视角：动态链接器完成所有准备工作后，负责跳转到主程序的 _start
2. 符号解析与重定位
延迟绑定：默认情况下，动态链接器采用延迟绑定策略，只在函数首次调用时解析 GOT/PLT 机制：通过全局偏移表和过程链接表实现地址的动态解析
3. 与静态链接的对比
执行流程示意
┌─────────────────┐
│ 内核加载阶段 │
└────────┬────────┘
↓
┌─────────────────┐ 完成依赖加载和
│ 动态链接器执行 │────→ 符号解析重定位
└────────┬────────┘
↓
┌─────────────────┐
│ 跳转到 _start │
└────────┬────────┘
↓
┌─────────────────┐
│ __libc_start_main │
└────────┬────────┘
↓
┌─────────────────┐
│ 调用 main 函数 │
└─────────────────┘
技术细节
1. 内存布局示例
creek@:~/Cprogram$ ./dlink &
PID=$!
cat /proc/$PID/maps
kill $PID # 结束进程
[1] 218306
Hello Kernel
63ac752f1000-63ac752f2000 r–p 00000000 08:30 9424 /home/creek/Cprogram/dlink
63ac752f2000-63ac752f3000 r-xp 00001000 08:30 9424 /home/creek/Cprogram/dlink
63ac752f3000-63ac752f4000 r–p 00002000 08:30 9424 /home/creek/Cprogram/dlink
63ac752f4000-63ac752f5000 r–p 00002000 08:30 9424 /home/creek/Cprogram/dlink
63ac752f5000-63ac752f6000 rw-p 00003000 08:30 9424 /home/creek/Cprogram/dlink
63ac9f2d1000-63ac9f2f2000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap]
7b5261200000-7b5261228000 r–p 00000000 08:30 17529 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7b5261228000-7b52613b0000 r-xp 00028000 08:30 17529 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7b52613b0000-7b52613ff000 r–p 001b0000 08:30 17529 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7b52613ff000-7b5261403000 r–p 001fe000 08:30 17529 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7b5261403000-7b5261405000 rw-p 00202000 08:30 17529 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
7b5261405000-7b5261412000 rw-p 00000000 00:00 0
7b526154b000-7b526154e000 rw-p 00000000 00:00 0
7b5261557000-7b5261559000 rw-p 00000000 00:00 0
7b5261559000-7b526155a000 r–p 00000000 08:30 17526 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2
7b526155a000-7b5261585000 r-xp 00001000 08:30 17526 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2
7b5261585000-7b526158f000 r–p 0002c000 08:30 17526 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2
7b526158f000-7b5261591000 r–p 00036000 08:30 17526 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2
7b5261591000-7b5261593000 rw-p 00038000 08:30 17526 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2
7ffe9efbe000-7ffe9efe0000 rw-p 00000000 00:00 0 [stack]
7ffe9effa000-7ffe9effe000 r–p 00000000 00:00 0 [vvar]
7ffe9effe000-7ffe9f000000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
[1]+ Terminated ./dlink
2. _start 函数的实现
_start 函数通常由编译器生成，位于 crt1.o 或类似的启动文件中：
void _start() {
// 初始化栈帧
// 设置 argc, argv, envp
// 调用 __libc_start_main
__libc_start_main(main, argc, argv, __libc_csu_init, __libc_csu_fini, environ);
}
3. 动态链接器的跳转机制
动态链接器通过以下步骤跳转到主程序的 _start：
从 ELF 头中获取主程序的入口地址（通常是 _start 的地址） 执行完所有初始化操作后，使用跳转指令（如 jmp）跳转到该地址 主程序从此开始执行，完全接管控制权
4. 地址空间布局
动态链接器：加载到内存的某个位置 主程序：加载到另一个位置（可能受 ASLR 影响） 共享库：加载到各自的位置（地址随机化）
总结
动态链接程序在加载完毕并更新内存地址后，确实从 _start 开始执行，但这个过程是由动态链接器在完成所有准备工作后主动跳转到 _start 的。整个流程体现了动态链接的灵活性和延迟绑定的优势，同时也展示了内核与用户态链接器的协作机制。
