linux – 如何从`callq func @ PLT`获取`func`的实际地址

为了说明正在发生的事情,请使用调试器：

#include <stdio.h>

int main(int argc,char **argv) { printf("Hello,World!n"); return 0; }

编译它(gcc -O8 …). objdump -d对二进制显示(printf()的优化被puts()替换为一个不能承受的普通字符串…)：

Disassembly of section .init:
[ ... ]
Disassembly of section .plt:

0000000000400408 <__libc_start_main@plt-0x10>:
  400408:  ff 35 a2 04 10 00       pushq  1049762(%rip)        # 5008b0 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x8>>
  40040e:  ff 25 a4 04 10 00       jmpq   *1049764(%rip)        # 5008b8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x10>
[ ... ]
0000000000400428 <puts@plt>:
  400428:  ff 25 9a 04 10 00       jmpq   *1049754(%rip)   # 5008c8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x20>
  40042e:  68 01 00 00 00          pushq  $0x1
  400433:  e9 d0 ff ff ff          jmpq   400408 <_init+0x18>
[ ... ]
0000000000400500 <main>:
  400500:  48 83 ec 08             sub    $0x8,%rsp
  400504:  bf 0c 06 40 00          mov    $0x40060c,%edi
  400509:  e8 1a ff ff ff          callq  400428 <puts@plt>
  40050e:  31 c0                   xor    %eax,%eax
  400510:  48 83 c4 08             add    $0x8,%rsp
  400514:  c3                      retq

现在将其加载到gdb中.然后：

$gdb ./tcc
GNU gdb Red Hat Linux (6.3.0.0-0.30.1rh)
[ ... ]
(gdb) x/3i 0x400428
0x400428:       jmpq   *1049754(%rip)        # 0x5008c8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+32>
0x40042e:       pushq  $0x1
0x400433:       jmpq   0x400408
(gdb) x/gx 0x5008c8
0x5008c8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+32>:    0x000000000040042e

请注意,此值指向第一个jmpq之后的指令;这意味着在第一次调用时,puts @ plt slot将简单地“落到”：

(gdb) x/3i 0x400408
0x400408:       pushq  1049762(%rip)        # 0x5008b0 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+8>
0x40040e:       jmpq   *1049764(%rip)        # 0x5008b8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+16>
0x400414:       nop
(gdb) x/gx 0x5008b0
0x5008b0 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+8>:     0x0000000000000000
(gdb) x/gx 0x5008b8
0x5008b8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+16>:    0x0000000000000000

函数地址和参数尚未初始化.
这是程序加载后的状态,但在执行之前.现在开始执行它：

(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x400500
(gdb) run
Starting program: tcc
(no debugging symbols found)
(no debugging symbols found)

Breakpoint 1,0x0000000000400500 in main ()
(gdb)  x/i 0x400428
0x400428:  jmpq   *1049754(%rip)        # 0x5008c8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+32>
(gdb) x/gx 0x5008c8
0x5008c8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+32>:    0x000000000040042e

所以这还没有改变 – 但是目标(libc初始化的GOT内容)现在是不同的：

(gdb) x/gx 0x5008b0
0x5008b0 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+8>:     0x0000002a9566b9a8
(gdb) x/gx 0x5008b8
0x5008b8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+16>:    0x0000002a955609f0
(gdb) disas 0x0000002a955609f0
Dump of assembler code for function _dl_runtime_resolve:
0x0000002a955609f0 <_dl_runtime_resolve+0>:     sub    $0x38,%rsp
[ ... ]

即在程序加载时,动态链接器将首先解析“init”部分.它将GOT引用替换为重定向到动态链接代码的指针.

因此,当首次通过.plt引用调用外部到二进制函数时,它将再次跳转到链接器.让它做到这一点,然后检查程序 – 状态再次改变：

(gdb) break *0x0000000000400514
Breakpoint 2 at 0x400514
(gdb) continue
Continuing.
Hello,World!

Breakpoint 2,0x0000000000400514 in main ()
(gdb) x/i 0x400428
0x400428:  jmpq   *1049754(%rip)        # 0x5008c8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+32>
(gdb) x/gx 0x5008c8
0x5008c8 :    0x0000002a956c8870
(gdb) disas 0x0000002a956c8870
Dump of assembler code for function puts:
0x0000002a956c8870 <puts+0>:    mov    %rbx,0xffffffffffffffe0(%rsp)
[ ... ]

所以现在你的重定向到了libc – 对puts()的PLT引用最终得到了解决.

链接器的指令在哪里插入实际的函数加载地址(我们已经看到它为_dl_runtime_resolve做的那些来自ELF二进制文件中的特殊部分：

$readelf -a tcc
[ ... ]
Program Headers:
  Type           Offset             VirtAddr           PhysAddr
                 FileSiz            MemSiz              Flags  Align
[ ... ]
  INTERP         0x0000000000000200 0x0000000000400200 0x0000000000400200
                 0x000000000000001c 0x000000000000001c  R      1
      [Requesting program interpreter: /lib64/ld-linux-x86-64.so.2]
[ ... ]
Dynamic section at offset 0x700 contains 21 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]
[ ... ]
Relocation section '.rela.plt' at offset 0x3c0 contains 2 entries:
  Offset          Info           Type           Sym. Value    Sym. Name + Addend
0000005008c0  000100000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000000 __libc_start_main + 0
0000005008c8  000200000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000000 puts + 0

ELF不仅仅是上面的内容,但这三个部分告诉内核的二进制格式处理程序“这个ELF二进制文件有一个解释器”(它是动态链接器)需要先加载/初始化,它需要libc.so.在实际执行动态链接的步骤时,程序的可写数据部分中的偏移量0x5008c0和0x5008c8必须分别由__libc_start_main和put的加载地址替换.

从ELF的角度来看,究竟是怎么发生的,取决于解释器的细节(也就是动态链接器实现).