main函数返回后(After main return)

main函数的return

我们平时写代码的时候可能并没有注意到缓冲区的问题，但是我们的printf还是输出了

举个简单例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    printf("hello");
    sleep(3);
    printf("world");
    sleep(3);
    return 0;
}

执行起来会发现第一个printf在执行完后并没有立刻输出，第二个printf也没有立即输出，而是在6s后一块输出，我们经过前面的IO FILE分析都知道IO是有缓冲区的，但是我们并没有刷新缓冲区输出到屏幕，return后做了什么操作吗，一切答案都在source code里

当我们运行一个动态链接的程序时，执行的第一条指令是动态链接器ld去做动态链接也就是ld-linux-x86-64.so加载libc，在Unix-like操作系统中，_start符号被作为程序入口点的默认值。

_start函数调用系统启动函数__libc_start_main, 该函数定义在 libc.so 中。它初始化执行环境，调用用户层的 main 函数，处理 main 函数的返回值，并且在需要的时候把控制返回给内核。

int
__libc_start_main (int (*main) (int, char **, char ** MAIN_AUXVEC_DECL),
           int argc, char **argv,
           __typeof (main) init,
           void (*fini) (void),
           void (*rtld_fini) (void), void *stack_end)
{
  init_cpu_features (&_dl_x86_cpu_features);
  return generic_start_main (main, argc, argv, init, fini, rtld_fini,
                 stack_end);
}

generic_start_main里调用main最后会执行exit，做用户层和内核层的释放工作

#else
  /* Nothing fancy, just call the function.  */
  result = main (argc, argv, __environ MAIN_AUXVEC_PARAM);
#endif

  exit (result);

_start hacking

Compiler

在Unix-like操作系统中，_start符号被作为程序入口点的默认值。

我们是不是可不可以不用这个默认值呢

#include <stdio.h>
int my_main() {
    printf("This is a program without a main() function! printf");
  return 0; 
}

gcc -nostartfiles -e my_main -g -o test test.c

  • -nostartfiles:Do not use the standard system startup files when linking. The standard system libraries are used normally, unless -nostdlib, -nolibc, or -nodefaultlibs is used.
  • -e:Specify that the program entry point is entry. The argument is interpreted by the linker; the GNU linker accepts either a symbol name or an address.
grxer@grxer /m/h/S/c/p/io_file> gcc -nostartfiles -e my_main -g -o test test.c
grxer@grxer /m/h/S/c/p/io_file> ./test
fish: “./test” terminated by signal SIGSEGV (Address boundary error)

直接终止了，没有输出

gdb看下，发现printf函数执行完了，ret时程序返回非法地址崩溃，没有输出是因为没有刷新缓冲区

image-20230403005428232

#include <stdio.h>
int my_main() {
    puts("This is a program without a main() function! printf");
  return 0; 
}
grxer@grxer /m/h/S/c/p/io_file> gcc -nostartfiles -e my_main -g -o test test.c
grxer@grxer /m/h/S/c/p/io_file> ./test
This is a program without a main() function! puts
fish: “./test” terminated by signal SIGSEGV (Address boundary error)

改为puts，输出了，因为puts是行缓存属性，所有输出了

grxer@grxer /m/h/S/c/p/io_file> objdump -d test

test:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .plt:

0000000000400320 <puts@plt-0x10>:
  400320:    ff 35 e2 0c 20 00    	pushq  0x200ce2(%rip)        # 601008 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x8>
  400326:    ff 25 e4 0c 20 00    	jmpq   *0x200ce4(%rip)        # 601010 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x10>
  40032c:    0f 1f 40 00          	nopl   0x0(%rax)

0000000000400330 <puts@plt>:
  400330:    ff 25 e2 0c 20 00    	jmpq   *0x200ce2(%rip)        # 601018 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x18>
  400336:    68 00 00 00 00       	pushq  $0x0
  40033b:    e9 e0 ff ff ff       	jmpq   400320 <puts@plt-0x10>

Disassembly of section .text:

0000000000400340 <my_main>:
  400340:    55                   	push   %rbp
  400341:    48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  400344:    bf 58 03 40 00       	mov    $0x400358,%edi
  400349:    e8 e2 ff ff ff       	callq  400330 <puts@plt>
  40034e:    90                   	nop
  40034f:    5d                   	pop    %rbp
  400350:    c3                   	retq

看下汇编也是retq不合法

#include <stdio.h>
int my_main() {
    printf("This is a program without a main() function! printf");
    exit(0);
}

如我们不用return返回，而是直接调用exit终止应该就可以正常刷新缓冲区，并退出

grxer@grxer /m/h/S/c/p/io_file> gcc -nostartfiles -e my_main -g -o test test.c
grxer@grxer /m/h/S/c/p/io_file> ./test
This is a program without a main() function! printf

printf也被刷新缓冲区输出了，正常退出

我们也可以利用默认_start入口点去做

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void _start() {
  int ret = my_main();
  exit(ret); 
}
int my_main() {

    puts("This is a program without a main() function!");
}
//gcc -nostartfiles -g -o test test.c
grxer@grxer /m/h/S/c/p/io_file> gcc -nostartfiles -g -o test test.c
test.c: In function ‘_start’:
test.c:4:13: warning: implicit declaration of function ‘my_main’ [-Wimplicit-function-declaration]
   int ret = my_main();
             ^
grxer@grxer /m/h/S/c/p/io_file> ./test
This is a program without a main() function!

ELF

ELF Header里的 Elf32_Addr e_entry; /* 程序入口地址 */规定了程序的入口点，我们可以改掉这个入口点来做hacking