linux - 使用Linux header 中的unistd.h构建不带libc的静态ELF

我有兴趣使用Linux header 提供的unistd.h构建不带(g)libc的静态ELF程序。

我已经阅读了这些文章/问题，这些文章/问题让我对我想做的事情有一个大概的了解，但并不完全是:
http://www.muppetlabs.com/~breadbox/software/tiny/teensy.html

Compiling without libc

https://blogs.oracle.com/ksplice/entry/hello_from_a_libc_free

我有只依赖于unistd.h的基本代码，我的理解是，每个功能都是由内核提供的，不需要libc。这是我看来最有前途的道路:

    $ gcc -I /usr/include/asm/ -nostdlib grabbytes.c -o grabbytesstatic
    /usr/bin/ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 0000000000400144
    /tmp/ccn1mSkn.o: In function `main':
    grabbytes.c:(.text+0x38): undefined reference to `open'
    grabbytes.c:(.text+0x64): undefined reference to `lseek'
    grabbytes.c:(.text+0x8f): undefined reference to `lseek'
    grabbytes.c:(.text+0xaa): undefined reference to `read'
    grabbytes.c:(.text+0xc5): undefined reference to `write'
    grabbytes.c:(.text+0xe0): undefined reference to `read'
    collect2: error: ld returned 1 exit status

在此之前，我必须根据内核头文件中的值手动定义SEEK_END和SEEK_SET。否则，错误地指出未定义它们，这是有道理的。

我想我需要链接到未剥离的vmlinux中以提供要使用的符号。但是，我通读了这些符号，尽管有很多llseek，但它们并不是逐字记录的。

所以我的问题可以向几个方向发展:

如何指定ELF文件来利用符号？我正在猜测是否/如何可能，这些符号将不匹配。如果正确的话，是否存在一个现有的头文件，它将重新定义llseek和default_llseek或内核中的确切名称？

有没有更好的方法在没有libc的情况下用C编写Posix代码？

我的目标是使用unistd.h(也许仅)编写或移植相当标准的C代码，并在没有libc的情况下调用它。如果没有一些unisted函数，我可能还可以，并且不确定哪个作为内核调用“纯粹”存在。我喜欢组装，但这不是我的目标。希望尽可能严格地保留C(如果需要的话，我可以使用一些外部汇编文件)，以便在某个时候允许使用无libc的静态系统。

感谢您的阅读!

最佳答案

这远非理想，但是(x86_64)汇编程序的一小部分使我不足5KB(但其中大多数是“代码以外的其他东西”)-实际代码不到1KB(精确到771个字节)，但是文件大小要大得多，我认为是因为代码大小四舍五入为4KB，然后在其中添加了一些页眉/页脚/其他内容]

这是我所做的:
gcc -g -static -nostdlib -o glibc start.s glibc.c -Os -lc

glibc.c包含:

#include <unistd.h>

int main()
{
    const char str[] = "Hello, World!\n";
    write(1, str, sizeof(str));

    _exit(0);
}

start.s包含:

    .globl _start
_start:
    xor %ebp, %ebp
    mov %rdx, %r9
    mov %rsp, %rdx
    and $~16, %rsp
    push    $0
    push    %rsp

    call    main

    hlt


    .globl _exit
_exit:
    //  We known %RDI already has the exit code...
    mov $0x3c, %eax
    syscall
    hlt

这样做的主要目的不是要表明不是glibc的系统调用部分占用了大量空间，而是“准备事情”-请注意，如果要调用例如printf，甚至可能是(v) sprintf或exit()或任何其他“标准库”函数，您将处于“没人知道会发生什么”的境地。

编辑:更新了“start.s”以将argc/argv放在正确的位置:

_start:
    xor %ebp, %ebp
    mov %rdx, %r9
    pop     %rdi
    mov %rsp, %rsi
    and $~16, %rsp
    push    %rax
    push    %rsp

    // %rdi = argc, %rsi=argv
    call    main

请注意，我已经更改了哪个寄存器包含什么东西，以便它与main匹配-在上一代码中，它们的顺序有些错误。