我们来解释一下 Linux 中的 IFUNC (Indirect Function) 机制，以及它与 PLT 的关系。

IFUNC 机制解释:

IFUNC，全称 Indirect Function，是 GNU C 库（glibc）引入的一种机制，允许在运行时动态选择函数的实现。 简单来说，IFUNC 允许你根据运行时的条件（例如 CPU 特性、操作系统版本等）选择一个函数的不同版本或实现。

工作原理:

1. 定义 IFUNC 解析函数： 你需要定义一个特殊的函数，称为 IFUNC 解析函数（resolver function）。这个函数负责在运行时确定应该使用哪个版本的函数实现。
2. 声明 IFUNC 函数： 使用 __attribute__((ifunc("resolver_function_name"))) 属性来声明一个 IFUNC 函数。这个属性告诉链接器，该函数是一个 IFUNC 函数，并且需要使用指定的解析函数来确定其实现。
3. 动态链接器介入： 当程序第一次调用 IFUNC 函数时，动态链接器会调用该函数的解析函数。
4. 解析函数选择实现： 解析函数根据运行时的条件选择一个合适的函数实现，并将该实现的地址返回给动态链接器。
5. 更新 GOT 表： 动态链接器将解析函数返回的地址写入到 IFUNC 函数在 GOT 表中对应的条目。
6. 后续调用： 后续对 IFUNC 函数的调用将直接通过 GOT 表跳转到选择的函数实现，而不再需要调用解析函数。

示例：

// 不同的函数实现
int add_sse(int a, int b) {
  // 使用 SSE 指令集的实现
  return a + b;
}

int add_generic(int a, int b) {
  // 通用的实现
  return a + b;
}

// IFUNC 解析函数
void *add_resolver() {
  if (__builtin_cpu_supports("sse")) {
    return add_sse;
  } else {
    return add_generic;
  }
}

// IFUNC 函数声明
int add(int a, int b) __attribute__((ifunc("add_resolver")));

int main() {
  int result = add(1, 2);
  return 0;
}

在这个例子中，add 函数是一个 IFUNC 函数，它的实现会根据 CPU 是否支持 SSE 指令集来选择。

IFUNC 与 PLT 的关系:

• 需要 PLT： IFUNC 机制通常需要 PLT。 这是因为 IFUNC 函数需要在运行时动态选择实现，而 PLT 提供了延迟绑定的机制，使得动态链接器可以在程序运行时介入并修改 GOT 表。
• 工作流程：
  1. 当程序第一次调用 IFUNC 函数时，会跳转到该函数在 PLT 中的条目。
  2. PLT 中的代码会调用动态链接器。
  3. 动态链接器调用 IFUNC 解析函数。
  4. 解析函数选择一个函数实现，并将该实现的地址返回给动态链接器。
  5. 动态链接器将该地址写入到 GOT 表中对应的条目。
  6. 后续对 IFUNC 函数的调用将直接通过 GOT 表跳转到选择的函数实现。

为什么需要 PLT？

• 延迟绑定： IFUNC 机制需要在运行时动态选择函数实现，而 PLT 提供了延迟绑定的机制，使得动态链接器可以在程序运行时介入。
• 代码位置无关性（PIC）： PLT 和 GOT 的结合使用可以实现代码位置无关性（PIC），使得共享库可以在不同的地址空间中加载。

总结：

IFUNC 是一种允许在运行时动态选择函数实现的机制。它通常需要 PLT 来实现延迟绑定和代码位置无关性。动态链接器会调用 IFUNC 解析函数来选择一个函数实现，并将该实现的地址写入到 GOT 表中。后续对 IFUNC 函数的调用将直接通过 GOT 表跳转到选择的函数实现。

你说得很对，这是一个非常好的问题，触及了动态链接更深层的机制。

IFUNC 的解析不一定需要延迟绑定（Lazy Binding）。

是的，IFUNC 的解析可以在共享库加载时就直接完成，而不需要等到第一次函数调用。

以下是详细解释：

1. IFUNC 符号类型： 在 ELF 文件中，IFUNC 函数有特殊的符号类型 STT_GNU_IFUNC。这告诉动态链接器（ld.so）这个符号不是一个普通的函数地址，而是一个需要调用解析器（resolver）来获取最终地址的间接函数。
2. 动态链接器的处理：
   • 延迟绑定 (默认): 在默认情况下（没有特殊设置），动态链接器确实会使用延迟绑定。当第一次调用 IFUNC 函数时，会触发 PLT 机制。PLT 跳转到动态链接器，动态链接器识别出这是 STT_GNU_IFUNC 类型的符号，于是调用该符号关联的解析函数。解析函数返回最终的函数地址，动态链接器将此地址填入 GOT 表，然后跳转到该地址。后续调用就直接走 GOT 表了。
   • 立即绑定 (Load-Time Binding): 如果设置了 LD_BIND_NOW=1 环境变量，或者可执行文件 / 共享库在链接时使用了 -Wl,-z,now 选项，动态链接器会被指示在加载时解析所有符号，而不是延迟绑定。在这种情况下：
     • 当动态链接器处理重定位信息时，遇到 STT_GNU_IFUNC 类型的符号，它会立即调用该符号关联的解析函数。
     • 解析函数执行，根据当前环境返回合适的函数实现地址。
     • 动态链接器直接将这个返回的地址写入 GOT 表中对应的条目。
     • 这样，在程序开始执行之前，IFUNC 函数的 GOT 条目就已经包含了最终的、经过选择的函数地址。当程序实际调用该函数时，无论是通过 PLT（如果未使用 -fno-plt）还是直接通过 GOT（如果使用了 -fno-plt），它都会直接跳转到已经解析好的最终地址。

总结:

• IFUNC 的核心是在运行时（runtime） 通过解析函数选择实现，但这不一定意味着必须在第一次调用时（first call time）。
• 解析过程可以发生在加载时（load time），如果使用了立即绑定 (LD_BIND_NOW=1 或 -Wl,-z,now)。
• 即使在立即绑定模式下，IFUNC 机制依然能正常工作，因为它允许动态链接器在加载过程中执行解析函数并确定最终的函数地址。
• PLT 只是实现延迟绑定的一种常用机制。如果采用立即绑定，虽然函数调用可能仍然通过 PLT 存根（stub）进行（除非用了 -fno-plt），但 PLT 不再触发动态链接器去调用解析函数，因为 GOT 表项在加载时就已经被正确填充了。

所以，你的理解是正确的：IFUNC 的动态解析可以在共享库加载时完成，不一定需要延迟绑定。立即绑定完全可以支持 IFUNC 的功能。