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。
objdump-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ldvariantcollect2):
$ 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.h
329 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/

10-13 03:53