ປ່ອຍມາດຕະຖານ C library Cosmopolitan 2.0, ພັດທະນາສຳລັບໄຟລ໌ທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ແບບພົກພາ

ການປ່ອຍໂຄງການ Cosmopolitan 2.0 ໄດ້ຖືກຈັດພີມມາ, ການພັດທະນາຫ້ອງສະຫມຸດ C ມາດຕະຖານແລະຮູບແບບເອກະສານທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ທົ່ວໄປທີ່ສາມາດນໍາໃຊ້ເພື່ອແຈກຢາຍບັນດາໂຄງການສໍາລັບລະບົບປະຕິບັດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ນາຍພາສາແລະເຄື່ອງ virtual. ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍການລວບລວມຢູ່ໃນ GCC ແລະ Clang ແມ່ນລວບລວມເຂົ້າໄປໃນໄຟລ໌ປະຕິບັດການທົ່ວໄປທີ່ເຊື່ອມໂຍງແບບຄົງທີ່ທີ່ສາມາດດໍາເນີນການກັບການແຈກຢາຍ Linux ໃດ, macOS, Windows, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD, ແລະແມ້ກະທັ້ງເອີ້ນວ່າຈາກ BIOS. ລະ​ຫັດ​ໂຄງ​ການ​ແມ່ນ​ໄດ້​ແຈກ​ຢາຍ​ພາຍ​ໃຕ້​ໃບ​ອະ​ນຸ​ຍາດ ISC (ເປັນ​ສະ​ບັບ​ງ່າຍ​ດາຍ​ຂອງ MIT/BSD​)​.

ກ່ອງບັນຈຸສໍາລັບການສ້າງໄຟລ໌ທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ທົ່ວໄປແມ່ນອີງໃສ່ການລວມເອົາພາກສ່ວນແລະສ່ວນຫົວສະເພາະກັບລະບົບປະຕິບັດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (PE, ELF, MACHO, OPENBSD) ໃນໄຟລ໌ດຽວ, ປະສົມປະສານຫຼາຍຮູບແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ໃຊ້ໃນ Unix, Windows ແລະ macOS. ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າໄຟລ໌ທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ອັນດຽວເຮັດວຽກຢູ່ໃນລະບົບ Windows ແລະ Unix, trick ແມ່ນການເຂົ້າລະຫັດໄຟລ໌ Windows PE ເປັນ Shell scripts, ປະໂຫຍດຈາກຄວາມຈິງທີ່ວ່າ Thompson Shell ບໍ່ໃຊ້ເຄື່ອງຫມາຍ "#!" ເພື່ອສ້າງໂປຼແກຼມທີ່ປະກອບມີຫລາຍໄຟລ໌ (ການເຊື່ອມໂຍງຊັບພະຍາກອນທັງຫມົດເຂົ້າໄປໃນໄຟລ໌ດຽວ), ມັນສະຫນັບສະຫນູນການສ້າງໄຟລ໌ທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ໃນຮູບແບບຂອງແຟ້ມ ZIP ທີ່ຖືກອອກແບບພິເສດ. ໂຄງ​ການ​ຂອງ​ຮູບ​ແບບ​ທີ່​ສະ​ເຫນີ (ຕົວ​ຢ່າງ hello.com application):

MZqFpD='BIOS BOOT SECTOR' exec 7 $(command -v $0) printf '\177ELF...LINKER-ENCODED-FREEBSD-HEADER' >&7 exec "$0" "$@" exec qemu-x86_64 "$0" "$ @" ອອກຈາກ 1 ໂໝດທີ່ແທ້ຈິງ... ພາກສ່ວນຂອງ ELF... OPENBSD ໝາຍເຫດ... ສ່ວນຫົວ MACHO... ລະຫັດ ແລະຂໍ້ມູນ... ລະບົບໄປສະນີ...

ໃນຕອນຕົ້ນຂອງໄຟລ໌, ປ້າຍຊື່ “MZqFpD” ຖືກຊີ້ບອກ, ເຊິ່ງຖືກຮັບຮູ້ວ່າເປັນສ່ວນຫົວຮູບແບບ Windows PE. ລໍາດັບນີ້ຍັງຖືກຖອດລະຫັດຢູ່ໃນຄໍາແນະນໍາ “pop %r10; jno 0x4a ; jo 0x4a", ແລະເສັ້ນ "\177ELF" ໄປຫາຄໍາແນະນໍາ "jg 0x47", ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສົ່ງຕໍ່ໄປຫາຈຸດເຂົ້າ. ລະບົບ Unix ແລ່ນລະຫັດ shell ທີ່ໃຊ້ຄໍາສັ່ງ exec, ຖ່າຍທອດລະຫັດປະຕິບັດໄດ້ໂດຍຜ່ານທໍ່ທີ່ບໍ່ມີຊື່. ຂໍ້ຈໍາກັດຂອງວິທີການທີ່ສະເຫນີແມ່ນຄວາມສາມາດໃນການດໍາເນີນການໃນລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຄ້າຍຄືກັບ Unix ໂດຍໃຊ້ Shell ທີ່ສະຫນັບສະຫນູນຮູບແບບຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງ Thompson Shell.

ການໂທ qemu-x86_64 ສະຫນອງການເຄື່ອນທີ່ເພີ່ມເຕີມແລະອະນຸຍາດໃຫ້ລວບລວມລະຫັດສໍາລັບສະຖາປັດຕະຍະ x86_64 ເຮັດວຽກຢູ່ໃນແພລະຕະຟອມທີ່ບໍ່ແມ່ນ x86, ເຊັ່ນ: ກະດານ Raspberry Pi ແລະອຸປະກອນ Apple ທີ່ມີໂປເຊດເຊີ ARM. ໂຄງການດັ່ງກ່າວຍັງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກດ້ວຍຕົນເອງທີ່ດໍາເນີນການໂດຍບໍ່ມີລະບົບປະຕິບັດການ (ໂລຫະເປົ່າ). ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກດັ່ງກ່າວ, bootloader ແມ່ນຕິດກັບໄຟລ໌ທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້, ແລະໂຄງການເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນລະບົບປະຕິບັດການທີ່ສາມາດບູດໄດ້.

ມາດຕະຖານ C library libc ພັດທະນາໂດຍໂຄງການສະເຫນີ 2024 ຟັງຊັນ (ໃນການປ່ອຍທໍາອິດມີປະມານ 1400 ຟັງຊັນ). ໃນແງ່ຂອງການປະຕິບັດ, Cosmopolitan ເຮັດວຽກໄວເທົ່າທີ່ glibc ແລະສັງເກດເຫັນລ່ວງຫນ້າຂອງ Musl ແລະ Newlib, ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມຈິງທີ່ວ່າ Cosmopolitan ແມ່ນຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດລະຫັດຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ glibc ແລະປະມານເທົ່າກັບ Musl ແລະ Newlib. ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຫນ້າທີ່ເອີ້ນເລື້ອຍໆເຊັ່ນ memcpy ແລະ strlen, ເຕັກນິກ "ການປະຕິບັດ trickle-down" ຖືກນໍາໃຊ້ເພີ່ມເຕີມ, ເຊິ່ງການຜູກມັດມະຫາພາກຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເອີ້ນຟັງຊັນ, ເຊິ່ງ compiler ໄດ້ຖືກແຈ້ງໃຫ້ຊາບກ່ຽວກັບການລົງທະບຽນ CPU ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະຕິບັດລະຫັດ. ຂະບວນການ, ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ປະຫຍັດຊັບພະຍາກອນໃນເວລາທີ່ປະຫຍັດສະຖານະ CPU ໂດຍການປະຫຍັດພຽງແຕ່ການລົງທະບຽນທີ່ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້.

ໃນບັນດາການປ່ຽນແປງໃນການປ່ອຍໃຫມ່:

• ໂຄງ​ການ​ການ​ເຂົ້າ​ເຖິງ​ຊັບ​ພະ​ຍາ​ກອນ​ພາຍ​ໃນ​ໄຟລ​໌ zip ໄດ້​ມີ​ການ​ປ່ຽນ​ແປງ (ໃນ​ເວ​ລາ​ທີ່​ເປີດ​ໄຟລ​໌​, ເສັ້ນ​ທາງ /zip/... ປົກ​ກະ​ຕິ​ໃນ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ​ໄດ້​ຖືກ​ນໍາ​ໃຊ້​ແທນ​ທີ່​ຈະ​ໃຊ້ zip​:.. ຄໍາ​ນໍາ​ຫນ້າ​)​. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ເພື່ອເຂົ້າເຖິງແຜ່ນໃນ Windows, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະໃຊ້ເສັ້ນທາງເຊັ່ນ "/c/ ... " ແທນ "C: / ... ".
• APE ໃຫມ່ (Actually Portable Executable) loader ໄດ້ຖືກສະເຫນີ, ເຊິ່ງກໍານົດຮູບແບບຂອງໄຟລ໌ທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ທົ່ວໄປ. ຕົວໂຫຼດໃໝ່ໃຊ້ mmap ເພື່ອຈັດວາງໂປຣແກມໄວ້ໃນໜ່ວຍຄວາມຈຳ ແລະບໍ່ປ່ຽນແປງເນື້ອຫາໃນທັນທີ. ຖ້າຈໍາເປັນ, ໄຟລ໌ທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ທົ່ວໄປສາມາດຖືກປ່ຽນເປັນໄຟລ໌ທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ປົກກະຕິທີ່ຕິດກັບແພລະຕະຟອມສ່ວນບຸກຄົນ.
• ໃນເວທີ Linux, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະໃຊ້ໂມດູນ kernel binfmt_misc ເພື່ອດໍາເນີນການໂຄງການ APE. ມັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນວ່າການນໍາໃຊ້ binfmt_misc ແມ່ນວິທີການເປີດຕົວໄວທີ່ສຸດ.
• ສໍາລັບ Linux, ການປະຕິບັດຫນ້າທີ່ຂອງສັນຍາ () ແລະ unveil() ການໂທລະບົບທີ່ພັດທະນາໂດຍໂຄງການ OpenBSD ໄດ້ຖືກສະເຫນີ. API ແມ່ນສະຫນອງໃຫ້ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ການໂທເຫຼົ່ານີ້ຢູ່ໃນບັນດາໂຄງການໃນ C, C ++, Python ແລະ Redbean, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຜົນປະໂຫຍດ pledge.com ສໍາລັບການແຍກຂະບວນການ arbitrary.
• ການກໍ່ສ້າງໃຊ້ Landlock Make utility - ສະບັບຂອງ GNU Make ທີ່ມີການກວດສອບການເພິ່ງພາອາໄສທີ່ເຂັ້ມງວດກວ່າແລະການນໍາໃຊ້ລະບົບ Landlock ໂທຫາເພື່ອແຍກໂຄງການຈາກສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງລະບົບແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງຖານຄວາມຈໍາ. ເປັນທາງເລືອກ, ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງກັບ GNU Make ປົກກະຕິແມ່ນເກັບຮັກສາໄວ້.
• ຟັງຊັນສໍາລັບ multithreading ໄດ້ຖືກປະຕິບັດ - _spawn() ແລະ _join(), ເຊິ່ງເປັນການຜູກມັດທົ່ວໄປໃນໄລຍະ APIs ສະເພາະກັບລະບົບປະຕິບັດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການເຮັດວຽກຍັງດໍາເນີນການເພື່ອປະຕິບັດການສະຫນັບສະຫນູນ POSIX Threads.
• ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະໃຊ້ຄໍາຫລັກ _Thread_local ເພື່ອໃຊ້ການເກັບຮັກສາແຍກຕ່າງຫາກສໍາລັບແຕ່ລະກະທູ້ (TLS, Thread-Local Storage). ໂດຍຄ່າເລີ່ມຕົ້ນ, C runtime ເລີ່ມຕົ້ນ TLS ສໍາລັບຫົວຂໍ້ຕົ້ນຕໍ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຂະຫນາດປະຕິບັດຕໍາ່ສຸດທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 12 KB ເປັນ 16 KB.
• ສະຫນັບສະຫນູນພາລາມິເຕີ "--ftrace" ແລະ "--strace" ໄດ້ຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນໄຟລ໌ທີ່ປະຕິບັດໄດ້ເພື່ອສົ່ງອອກຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບການເອີ້ນຟັງຊັນທັງຫມົດແລະການໂທລະບົບກັບ stderr.
• ເພີ່ມການຮອງຮັບການໂທລະບົບ closefrom(), ຮອງຮັບໃນ Linux 5.9+, FreeBSD 8+ ແລະ OpenBSD.
• ໃນແພລະຕະຟອມ Linux, ການປະຕິບັດການໂທ clock_gettime ແລະ gettimeofday ໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງ 10 ເທົ່າໂດຍໃຊ້ vDSO (virtual dynamic shared object) ກົນໄກ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະຍ້າຍຕົວຈັດການການໂທລະບົບໄປຫາພື້ນທີ່ຜູ້ໃຊ້ແລະຫຼີກເວັ້ນການປ່ຽນສະພາບການ.
• ຟັງຊັນທາງຄະນິດສາດສໍາລັບການເຮັດວຽກກັບຕົວເລກຊັບຊ້ອນໄດ້ຖືກຍ້າຍຈາກຫໍສະຫມຸດ Musl. ການເຮັດວຽກຂອງຫຼາຍຫນ້າທີ່ຄະນິດສາດໄດ້ຮັບການເລັ່ງລັດ.
• ຟັງຊັນ nointernet() ໄດ້ຖືກສະເໜີໃຫ້ປິດຄວາມສາມາດຂອງເຄືອຂ່າຍ.
• ເພີ່ມຟັງຊັນໃຫມ່ສໍາລັບການເພີ່ມສະຕຣິງທີ່ມີປະສິດທິພາບ: appendd, appendf, appendr, appends, appendw, appendz, kappendf, kvappendf ແລະ vappendf.
• ເພີ່ມເວີຊັນປ້ອງກັນຂອງຟັງຊັນ kprintf() ຄອບຄົວ, ອອກແບບມາເພື່ອເຮັດວຽກກັບສິດທິພິເສດ.
• ປັບປຸງປະສິດທິພາບການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດ SSL, SHA, curve25519 ແລະ RSA ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: opennet.ru