1. 问题：Linux如何执行main函数。
本文使用一个简单的C程序（simple.c）作为例子讲解。代码如下，
int main()
{
return(0);
}
2. 编译
～#gcc -o simple simple.c
3. 查看可执行文件的基本信息
～#objdump -f simple
simple: file format elf32-i386 architecture: i386, flags 0x00000112: EXEC_P, HAS_SYMS, D_PAGED start address 0x080482d0
借助objdump这个工具，可以获得可执行文件的一些关键信息。
比如，simple文件的格式是“ELF32”，该文件的起始地址是0x80482d0,，等。
4. 什么是ELF
ELF是Executable and Linking Format的缩写，是Unix上常见的几种目标文件格式（及可执行文件格式）之一。
ELF的头部结构提供了ELF文件的基本信息，其数据结构可以在/usr/include/elf.h 中看到，如下所示：
typedef struct
{
unsigned char e_ident[EI_NIDENT]; /* Magic number and other info */
Elf32_Half e_type; /* Object file type */
Elf32_Half e_machine; /* Architecture */
Elf32_Word e_version; /* Object file version */
Elf32_Addr e_entry;/* Entry point virtual address */
Elf32_Off e_phoff;/* Program header table file offset */
Elf32_Off e_shoff;/* Section header table file offset */
Elf32_Word e_flags;/* Processor-specific flags */
Elf32_Half e_ehsize; /* ELF header size in bytes */
Elf32_Half e_phentsize;/* Program header table entry size */
Elf32_Half e_phnum;/* Program header table entry count */
Elf32_Half e_shentsize;/* Section header table entry size */
Elf32_Half e_shnum;/* Section header table entry count */
Elf32_Half e_shstrndx; /* Section header string table index */
} Elf32_Ehdr;
其中，e_entry存储了该执行文件的起始地址。
5. 关于起始地址
～#objdump -d simple
80482d0 <_start>:
80482d0: 31 ed xor%ebp,%ebp
80482d2: 5e pop%esi
80482d3: 89 e1 mov%esp,%ecx
80482d5: 83 e4 f0and$0xfffffff0,%esp
80482d8: 50 push %eax
80482d9: 54 push %esp
80482da: 52 push %edx
80482db: 68 20 84 04 08 push $0x8048420
80482e0: 68 74 82 04 08 push $0x8048274
80482e5: 51 push %ecx
80482e6: 56 push %esi
80482e7: 68 d0 83 04 08 push $0x80483d0
80482ec: e8 cb ff ff ff call 80482bc <_init+0x48>
80482f1: f4 hlt
80482f2: 89 f6 mov%esi,%esi
该命令可以得到simple的反汇编代码，可以看到，起始地址0x80482d0对应的是_start这个routine。这段代码所做的事情是，将ebp清0，调整esp的值，然后将一些数据压栈，最后调用一个函数。
看到这段代码，也许你会有以下疑问:
问题1：压栈使用的常量地址对应的是什么？
问题2：地址0x80482bc，是什么代码？
问题3：压栈使用的寄存器里面，存储的是些什么信息？由谁提供这些信息？
我们来一一解答。
问题1：
只要认真看一下simple的反汇编输出，就可以得到答案：
0x80483d0是main函数的地址；
0x8048274是_init函数的地址；
0x8048420是_fini函数的地址。
_init和_fini函数是gcc提供的初始化和终止函数。这些函数指针将被传递给地址0x80482bc对应的函数，然后由该函数调用这些函数指针。
问题2：
从反汇编输出中查找0x80482bc，可以看到
80482bc: ff 25 48 95 04 08 jmp *0x8049548
可以看到这是一个跳转指令，跳转到0x8049548存储的代码地址。
这种情况的出现，是由动态链接库引起的。以下命令可以查看simple使用的所有动态链接库。
～#ldd simple
libc.so.6 => /lib/i686/libc.so.6 (0x42000000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)
动态链接的过程发生在运行时。所以，在链接时，编译器不知道动态符号的地址，只好留下一些空白地址，等运行时由加载器填写动态符号的实际地址。应用程序就通过这些指针操作来间接访问动态符号。在上面的例子中，0x80449548就是这样的一个空白地址，其内容由加载器在运行时填写。
所有的动态链接的数据和函数都有动态重定位的入口，可以用以下命令查看
～#objdump -R simple
simple: file format elf32-i386
DYNAMIC RELOCATION RECORDS
OFFSET TYPE VALUE
0804954c R_386_GLOB_DAT__gmon_start__
08049540 R_386_JUMP_SLOT __register_frame_info
08049544 R_386_JUMP_SLOT __deregister_frame_info
08049548 R_386_JUMP_SLOT __libc_start_main
可以看到，call 0x80482bc实际上会跳转到__libc_start_main。
那么，__libc_start_main又是干什么的呢？
可以从glibc的源代码目录中sysdeps/generic/libc-start.c看到，__libc_start_main的原型为：
extern int BP_SYM (__libc_start_main) (int (*main) (int, char **, char **),
int argc,
char *__unbounded *__unbounded ubp_av,
void (*init) (void),
void (*fini) (void),
void (*rtld_fini) (void),
void *__unbounded stack_end)
__attribute__ ((noreturn));
再联系前面_start的代码，可以得到这样的映射：
0x80483d0: main
esi:argc of main
ecx: argv of main
0x8048274: _init
0x8048420: _fini
edx:_rtlf_fini
esp:stack_end
eax:此时为0
显然，simple的_start部分，没有设置这些寄存器的值。那么，这些参数值是谁设置的呢？
问题3：
这些值应该是由内核设置的。
当我们在shell里面调用一个可执行文件，linux会进行以下操作：
（1）shell调用系统调用“execve”，带上参数信息argc/argv。
（2）内核系统调用的handler获得控制，并处理系统调用。在内核代码中，execve对应的handler是"sys_execve"。在x86中，用户模式的应用会使用以下寄存器向内核传递一些必要的参数：
ebx： 指向程序名的指针
ecx：参数数组指针
edx：环境变量数组指针
（3）linux然后调用通用的execve内核系统调用handler，do_execve。该调用建立一个数据结构，并将用户空间的数据拷贝到内核空间，然后调用search_binary_handler。Linux能够同时支持多种可执行文件的格式，比如a.out和ELF。为了实现这种功能，linux利用一个“struct linux_binfmt”数据结构，存储各种二进制格式的加载器的函数指针。search_binary_handler查询并调用合适的加载器（本例子中是load_elf_binary）。加载器首先建立一个数据结构用来存储ELF文件映像。然后，再建立一个内核数据结构，存储相关信息，包括代码大小，数据段起始地址，栈起始地址，等等。然后，为该程序分配用户模式的页表，并将参数以及环境变量拷贝到页面地址中。最后，create_elf_tables()函数将参数指针，环境变量数组指针压入用户模式的栈；start_thread()函数启动_start开始的进程代码。
当_start标号所在的汇编指令开始执行时，函数的栈帧如下所示：
Stack Top -------------
argc
-------------
argv pointer
-------------
env pointer
-------------
然后，这些信息传递给_start函数：
pop %esi //获得argc
move %esp, %ecx//获得argv
当这些信息传递给_start函数以后，_start函数通过将esp的低4位清0（即16字节对齐）来设置我们的主程序的栈的起始地址。
//注：这些代码所在的文件是crtbegin.o, crtend.o, gcrt1.o。
6. 总结
（1）内核加载可执行文件，并建立text/data/bss/stack。此外，内核为参数和环境变量分配页，并将它们压入用户模式栈。
（2）GCC通过crtbegin.o/crtend.o/gcrt1.o来建立程序。另外的默认库默认是动态链接的。可执行文件的开始地址是_start的地址。
（3）控制传递给_start以后，_start从由内核设置的栈中获取参数和环境变量信息，然后调用__libc_start_main。
（4）__libc_start_main初始化必要的数据结构，尤其是C库（比如malloc）和线程环境，然后调用用户的main函数。值得注意的是，__libc_start_main认为main函数的签名是:
int main(int argc, char ** argv, char ** env)。
（5）main函数的返回值由__libc_start_main接收，并传递给exit。