Zig 最小解析示例

示例以本机 zig 0.17.0-dev 编译的真实产物为标本（Debug/ReleaseSafe 两种构建），readelf/反汇编输出与实测数据可逐字段对照。布局规则见 layout。

0. 标本构建

// hello.zig
const std = @import("std");
fn check(x: u32) !u32 {
    if (x == 0) return error.BadInput;
    return x * 2;
}
pub fn main() void {
    const r = check(21) catch |e| {
        std.debug.print("err {s}\n", .{@errorName(e)});
        return;
    };
    std.debug.print("val {d}\n", .{r});
}

zig build-exe hello.zig -O Debug -femit-bin=hello_dbg
zig build-exe hello.zig -O ReleaseSafe -femit-bin=hello

1. 产物判别（readelf 实测）

$ readelf -S hello | grep -E 'gcc_except|eh_frame'
  [ 2] .eh_frame_hdr
  [ 3] .eh_frame            ← 有 .eh_frame 但无 .gcc_except_table（不能单独作判据）

$ readelf -s hello | grep -E '__gxx_personality_v0|_ZTV'   # 无输出 = 无 C++ 异常/RTTI
$ readelf -s hello | grep -E 'panic' | head -3
    26: 0000000000000000     8 TLS     LOCAL  DEFAULT    5 debug.panic_stage
    27: 0000000001088000     1 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    9 debug.panicking
    64: 000000000107ac00   718 FUNC    LOCAL  DEFAULT    4 debug.panicExtra[...]

对照要点：panic 链符号（0.17 命名 debug.panicExtra/debug.panicking，老版本是 std.debug.panic）；.eh_frame 是 C 编译器统一产物，判别看 .gcc_except_table 与 __gxx_personality_v0。

2. 符号可见性（LOCAL vs GLOBAL）

$ readelf -s hello | grep -wE '_start|main'
     2: 0000000001024c30    16 FUNC    LOCAL  DEFAULT    4 start._start
   838: 0000000001024c30    16 FUNC    GLOBAL DEFAULT    4 _start      ← 唯一默认导出
    18: 0000000001075540   388 FUNC    LOCAL  DEFAULT    4 hello.main   ← 业务函数 LOCAL

$ readelf -s hello | grep FUNC | awk '$7=="GLOBAL"' | wc -l     # 全局函数计数（约 1-2）

对照要点：业务函数是 LOCAL 符号（Debug/ReleaseSafe 保留符号表但非导出）；hook/注入面按 GLOBAL 算。

3. 错误联合布局（反汇编实测，0.17）

check 函数（Debug 构建）关键片段：

00000000011df000 <hello.check>:
 11df008: 89 44 24 18             movl %eax, 0x18(%rsp)   ; 参数 x
 11df00c: 83 f8 00                cmpl $0x0, %eax
 11df00f: 0f 85 12 00 00 00       jne  ...                ; x!=0 走正常路径
 11df015: e8 16 a3 e4 ff          callq lang.returnError  ; 错误返回路径（0.17 命名）
 11df01a: 48 8b 04 25 94 6a 27 01 movq 0x1276a94, %rax    ; 装入错误表值（错误码在高位）
 11df02c: bb 02 00 00 00          movl $0x2, %ebx         ; 正常路径: x*2
 11df05f: 48 89 54 24 10          movq %rdx, 0x10(%rsp)
 11df064: 89 44 24 10             movl %eax, 0x10(%rsp)   ; 载荷(u32)在槽位低 4 字节
 11df068: 66 c7 44 24 14 00 00    movw $0x0, 0x14(%rsp)   ; 错误码 u16=0（无错）在 offset+4

; main 中调用点（catch 检查）:
 11df0e0: b8 15 00 00 00          movl $0x15, %eax        ; x=21
 11df0e5: e8 16 ff ff ff          callq hello.check
 11df0ea: 48 89 44 24 28          movq %rax, 0x28(%rsp)   ; 8 字节槽位
 11df0ef: 66 83 7c 24 2c 00       cmpw $0x0, 0x2c(%rsp)   ; ← 错误码比较（catch/orelse）
 11df0f5: 0f 85 0e 00 00 00       jne  错误分支

对照要点：E!u32 是 8 字节槽位——载荷在低 4 字节、错误码 u16 在 offset +4（无错=0）；cmpw $0, slot+4 + 分支即 catch 编译产物。

4. 错误联合尺寸实测（sizeOf）

$ zig build-exe sizez.zig -O ReleaseSafe -femit-bin=sizez && ./sizez
u32: 8  u128: 32  struct16: 24  u8: 4  bool: 4

载荷	E!T 尺寸	说明
u8/bool	4	载荷 + u16 错误码 + 填充
u32/u64	8	错误码在载荷之后（高位侧）
u128	32	错误码在前 2 字节、载荷按 16 对齐内联
struct{u64,u64}	24	载荷按 8 对齐内联

5. 启动链与栈检查（ReleaseSafe 实测）

$ readelf -s hello | grep -E '_start|probe'
   838: 0000000001024c30    16 FUNC    GLOBAL DEFAULT    4 _start
   833: 000000000107e460    54 FUNC    LOCAL  HIDDEN     4 __zig_probe_stack

0000000001024c30 <_start>:                ; 16 字节短桩
 1024c30: 48 8d 3d 21 e0 05 00  leaq 0x5e021(%rip), %rdi
 1024c37: e9 14 00 00 00       jmpq  0x1024c50           ; → std.start 初始化

对照要点：_start 是短桩跳转；__zig_probe_stack 是栈探测（安全特性）；ReleaseSafe 保留 hello.main LOCAL 符号与 panic 链。

实现教训（内化）

判别组合用三个独立特征：无 .gcc_except_table / 无 __gxx_personality_v0 / 无 _ZTV*；.eh_frame 不算
错误码恒为 u16、检查模式恒为"槽位高 16 位比较"——先找 cmpw + 分支即可定位所有 catch/orelse
符号可见性决定 hook 面：LOCAL 符号只是线索，export/GLOBAL 才是宿主调用点

使用注意

本机 0.17.0-dev 实测；用户产物以自身版本为准（panic 链命名与错误联合细节随版本变，见 layout 版本差异）
与 re-cpp-abi（C++ 判别）、re-analyze/analysis-contract（符号表传递）配合使用

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