当我阅读时http://eli.thegreenplace.net/2011/11/03/position-independent-code-pic-in-shared-libraries/#id1
问题来了:
pic共享库在加载到进程的虚拟地址空间之后,如何知道如何引用外部变量?
以下是有关共享库的代码:
#include <stdio.h>
extern long var;
void
shara_func(void)
{
printf("%ld\n", var);
}
生成对象代码,然后生成共享对象(库):
gcc -fPIC -c lib1.c # produce PIC lib1.o
gcc -fPIC -shared lib1.o -o liblib1.so # produce PIC shared library
在共享库中反汇编
shara_func
:objdump -d liblib1.so
...
00000000000006d0 <shara_func>:
6d0: 55 push %rbp
6d1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
6d4: 48 8b 05 fd 08 20 00 mov 0x2008fd(%rip),%rax # 200fd8 <_DYNAMIC+0x1c8>
6db: 48 8b 00 mov (%rax),%rax
6de: 48 89 c6 mov %rax,%rsi
6e1: 48 8d 3d 19 00 00 00 lea 0x19(%rip),%rdi # 701 <_fini+0x9>
6e8: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
6ed: e8 be fe ff ff callq 5b0 <printf@plt>
6f2: 90 nop
6f3: 5d pop %rbp
6f4: c3 retq
...
我看到0x6D4地址处的指令将一些与PC相关的地址移动到
rax
,我假设这是GOT中的条目,在运行时从PC相对引用以获取外部变量var
的地址(它在运行时根据加载var
的位置进行解析)。然后在0x6DB执行指令后,我们得到外部变量的实际内容放在RAX中,然后将值从RAX移动到寄存器中传递的RSI-second函数参数。
我在想只有一个过程记忆,
看到图书馆的参考资料了吗?当共享库(pic库)不知道进程内存将加载到哪里时,它如何知道进程的偏移量?或者每个共享库都有自己的got,而got是由她加载的吗?如果你能澄清我的困惑,我将非常高兴。
最佳答案
我在想,进程内存中只有一个得到了,但是,看到库引用得到了吗?
我们清楚地看到.got
部分是库的一部分。使用readelf
我们可以找到库的哪些部分以及如何加载它们:
readelf -e liblib1.so
...
Section Headers:
[21] .got PROGBITS 0000000000200fd0 00000fd0
0000000000000030 0000000000000008 WA 0 0 8
...
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr
FileSiz MemSiz Flags Align
LOAD 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x000000000000078c 0x000000000000078c R E 200000
LOAD 0x0000000000000df8 0x0000000000200df8 0x0000000000200df8
0x0000000000000230 0x0000000000000238 RW 200000
...
Section to Segment mapping:
Segment Sections...
00 ... .init .plt .plt.got .text .fini .rodata .eh_frame_hdr .eh_frame
01 .init_array .fini_array .jcr .dynamic .got .got.plt .data .bss
02 .dynamic
因此,有段
.got
,但runtime linker ld-linux.so.2
(注册为动态elf的解释器)不加载段;它加载类型为LOAD
的程序头所描述的段。.got
是带有rw标志的段01加载的一部分。其他库将有自己的got(考虑从类似的源代码编译libliblib2.so,它将不知道libliblib1.so的任何内容,并将有自己的got);因此它仅对库是“全局的”;但加载后不会对内存中的整个程序映像是全局的。当共享库(pic库)不知道进程内存将加载到哪里时,它如何知道进程的偏移量?
当静态链接器获取几个elf对象并将它们组合到一个库中时,它就完成了这项工作。链接器将生成
.got
节,并将其放在与库代码(pc relative,rip relative)具有已知偏移量的某个位置。它将指令写入程序头,因此相对地址是已知的,它是访问自己的got所需的唯一地址。当
objdump
与-r
/-R
标志一起使用时,它将打印ELF文件或库中记录的有关重新定位(静态/动态)的信息;它可以与-d标志结合使用。lib1.o对象已在此处重新定位;没有要获取的已知偏移量,mov全部为零:$ objdump -dr lib1.o
lib1.o: file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
0000000000000000 <shara_func>:
0: 55 push %rbp
1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
4: 48 8b 05 00 00 00 00 mov 0x0(%rip),%rax # b <shara_func+0xb>
7: R_X86_64_REX_GOTPCRELX var-0x4
b: 48 8b 00 mov (%rax),%rax
e: 48 89 c6 mov %rax,%rsi
在库文件中,它通过
gcc -shared
转换为相对地址(它在内部调用ld
variantcollect2
):$ objdump -d liblib1.so
liblib1.so: file format elf64-x86-64
00000000000006d0 <shara_func>:
6d0: 55 push %rbp
6d1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
6d4: 48 8b 05 fd 08 20 00 mov 0x2008fd(%rip),%rax # 200fd8 <_DYNAMIC+0x1c8>
最后,动态重定位到got to put here var的实际地址(由rtld-ld linux.so.2完成):
$ objdump -R liblib1.so
liblib1.so: file format elf64-x86-64
DYNAMIC RELOCATION RECORDS
OFFSET TYPE VALUE
...
0000000000200fd8 R_X86_64_GLOB_DAT var
让我们使用lib,添加带有定义的可执行文件,编译它并在启用rtld调试的情况下运行:
$ cat main.c
long var;
int main(){
shara_func();
return 0;
}
$ gcc main.c -llib1 -L. -o main -Wl,-rpath=`pwd`
$ LD_DEBUG=all ./main 2>&1 |less
...
311: symbol=var; lookup in file=./main [0]
311: binding file /test3/liblib1.so [0] to ./main [0]: normal symbol `var'
因此,linker能够将
var
的重定位绑定到定义它的“main”elf文件:$ gdb -q ./main
Reading symbols from ./main...(no debugging symbols found)...done.
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x4006da
(gdb) r
Starting program: /test3/main
Breakpoint 1, 0x00000000004006da in main ()
(gdb) disassemble shara_func
Dump of assembler code for function shara_func:
0x00007ffff7bd56d0 <+0>: push %rbp
0x00007ffff7bd56d1 <+1>: mov %rsp,%rbp
0x00007ffff7bd56d4 <+4>: mov 0x2008fd(%rip),%rax # 0x7ffff7dd5fd8
0x00007ffff7bd56db <+11>: mov (%rax),%rax
0x00007ffff7bd56de <+14>: mov %rax,%rsi
你的函数中没有mov的变化。func+4之后的rax是0x601040,它是./main的第三个映射,根据/proc/$pid/maps:
00601000-00602000 rw-p 00001000 08:07 6691394 /test3/main
它是在这个程序头之后从main加载的(readelf-e./main)
LOAD 0x0000000000000df0 0x0000000000600df0 0x0000000000600df0
0x0000000000000248 0x0000000000000258 RW 200000
它是.bss部分的一部分:
[26] .bss NOBITS 0000000000601038 00001038
0000000000000010 0000000000000000 WA 0 0 8
在进入func+11之后,我们可以检查got中的值:
(gdb) b shara_func
(gdb) r
(gdb) si
0x00007ffff7bd56db in shara_func () from /test3/liblib1.so
1: x/i $pc
=> 0x7ffff7bd56db <shara_func+11>: mov (%rax),%rax
(gdb) p $rip+0x2008fd
$6 = (void (*)()) 0x7ffff7dd5fd8
(gdb) x/2x 0x7ffff7dd5fd8
0x7ffff7dd5fd8: 0x00601040 0x00000000
谁给这个got条目写了正确的值?
(gdb) watch *0x7ffff7dd5fd8
Hardware watchpoint 2: *0x7ffff7dd5fd8
(gdb) r
The program being debugged has been started already.
Start it from the beginning? (y or n) y
Starting program: /test3/main
Hardware watchpoint 2: *0x7ffff7dd5fd8
Old value = <unreadable>
New value = 6295616
0x00007ffff7de36bf in elf_machine_rela (..) at ../sysdeps/x86_64/dl-machine.h:435
(gdb) bt
#0 0x00007ffff7de36bf in elf_machine_rela (...) at ../sysdeps/x86_64/dl-machine.h:435
#1 elf_dynamic_do_Rela (...) at do-rel.h:137
#2 _dl_relocate_object (...) at dl-reloc.c:258
#3 0x00007ffff7ddaf5b in dl_main (...) at rtld.c:2072
#4 0x00007ffff7df0462 in _dl_sysdep_start (start_argptr=start_argptr@entry=0x7fffffffde20,
dl_main=dl_main@entry=0x7ffff7dd89a0 <dl_main>) at ../elf/dl-sysdep.c:249
#5 0x00007ffff7ddbe7a in _dl_start_final (arg=0x7fffffffde20) at rtld.c:307
#6 _dl_start (arg=0x7fffffffde20) at rtld.c:413
#7 0x00007ffff7dd7cc8 in _start () from /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
(gdb) x/2x 0x7ffff7dd5fd8
0x7ffff7dd5fd8: 0x00601040 0x00000000
glibc did(rtld.c)的运行时链接器,就在调用
main
-这里是源代码(位不同版本)-http://code.metager.de/source/xref/gnu/glibc/sysdeps/x86_64/dl-machine.h329 case R_X86_64_GLOB_DAT:
330 case R_X86_64_JUMP_SLOT:
331 *reloc_addr = value + reloc->r_addend;
332 break;
通过反向步进,我们可以获得代码历史和旧值=0:
(gdb) b _dl_relocate_object
(gdb) r
(gdb) dis 3
(gdb) target record-full
(gdb) c
(gdb) disp/i $pc
(gdb) rsi
(gdb) rsi
(gdb) rsi
(gdb) x/2x 0x7ffff7dd5fd8
0x7ffff7dd5fd8: 0x00000000 0x00000000
=> 0x7ffff7de36b8 <_dl_relocate_object+1560>: add 0x10(%rbx),%rax
=> 0x7ffff7de36bc <_dl_relocate_object+1564>: mov %rax,(%r10)
=> 0x7ffff7de36bf <_dl_relocate_object+1567>: nop
关于linux - 共享库如何找到GOT部分?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题:https://stackoverflow.com/questions/39785280/