gcc attribute: constructor & destructor

Reqruies

Compiler: gcc 2.7.2 이상

💡 참고: C 언어에서도 weak 심볼과 LD_PRELOAD 기법을 활용하면 우회적으로 함수를 후킹(Hooking)하여 유사한 효과를 낼 수는 있습니다.

gcc-4.7.0/Function-Attributes
Doc
constructor
destructor
constructor (priority)
destructor (priority)

constructor 속성은 프로그램이 main()에 진입하기 전에 함수가 자동으로 호출되도록 합니다.
마찬가지로 destructor 속성은 main()이 완료되거나 exit()이 호출된 후 함수가 자동으로 호출되도록 합니다.
이러한 속성이 적용된 함수는 프로그램 실행 중 암시적으로 사용될 데이터를 초기화하는 데 유용합니다.
선택적으로 정수 우선순위(priority)를 제공하여 constructor와 destructor 함수의 실행 순서를 제어할 수 있습니다.
constructor는 우선순위 번호가 작을수록 더 먼저 실행되며, destructor는 그 반대의 관계를 가집니다.
따라서 리소스를 할당하는 constructor와 동일한 리소스를 해제하는 destructor가 있다면 두 함수는 일반적으로 같은 우선순위를 가집니다.
constructor와 destructor 함수의 우선순위는 C++ 객체에서 지정된 것과 동일합니다.
https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.0/gcc/Function-Attributes.html

usage.c
c

Compile & Run
bash

Internal Process of Constructor and Destructor

Check start address
bash

The starting position of ELF
bash

Check link process
bash

check libc-start.c in glibc
c

Call init and fini sequence
Mermaid
sequenceDiagram
    participant LIBC_START_MAIN
    participant call_init
    participant init_array as __init_array_start[]
    participant main
    participant call_fini
    participant fini_array as __fini_array_start[]

    LIBC_START_MAIN->>call_init: Call call_init()
    activate call_init
    loop i = 0 to size
        call_init->>init_array: (*__init_array_start[i])(argc, argv, envp)
        Note right of init_array: Execute functions with constructor attribute
    end
    call_init-->>LIBC_START_MAIN: Return
    deactivate call_init

    LIBC_START_MAIN->>main: Call main()
    activate main
    Note right of main: Execute user program
    main-->>LIBC_START_MAIN: Return
    deactivate main

    LIBC_START_MAIN->>call_fini: Call call_fini()
    activate call_fini
    loop i = size down to 0
        call_fini->>fini_array: (*__fini_array_start[i])()
        Note right of fini_array: Execute functions with destructor attribute (reverse order)
    end
    call_fini-->>LIBC_START_MAIN: Return
    deactivate call_fini

Check ELF dynamic section
bash

Inside INIT_ARRAY
bash

Inside FINI_ARRAY
bash

Supporting priorities: ctor_pri.c
c

Testing Priority values
bash

How are the same priorities handled?
c

Testing Identical Priorities
bash

Does it work in signal handler too?
c

Testing Signal Handler
bash

Testing Shared Library (hooklib.c)
c

Testing LD_PRELOAD
bash

Testing Shared Library Link (hooklib.c)
c

sample.c
c

Testing Shared Library Execution
bash