链接 - 重定位
链接 - 重定位
重定位的元素(Entries)的定义如下所示，英文中使用entries来表示表中的一行记录。
typedef struct {
Elf32_Addr r_offset;
ELF32_Word r_info;
} Elf32_Rel;
typedef struct {
Elf32_Addr r_offset;
ELF32_Word r_info;
Elf32_Sword r_addend;
} Elf32_Rela;
每个成员的含义如下：
- r_offset：给出了需要进行重定位的元素的位置。
- r_info：
- r_addend: 给出了一个数字，用于计算重定位后的位置是加上该数字
| 名称 | 值 | 域 | 计算方式 |
|---|---|---|---|
| R_386_NONE | 0 | none | none |
R_386_GOT32: 该重定位类型计算符号的全局偏移表的条目到全局偏移表(GOT)的其实位置的距离。它会提示链接器构建全局偏移表(GOT)。个人理解这里指的就是动态链接的全局变量的重定位。
R_386_PLT32: 该重定位类型计算了符号的过程链接表(PLT)条目的地址，它指示链接器构建过程链接表(PLT)。个人理解这里指的就是动态链接的函数的重定位。
R_386_COPY：
关于relocation的类型，可以在amd64 ABI中找到所有的定义。
A： 代表用于计算relocation 位置的加数 L： 代表PLT表中条目的位置 P： 代表被重定位的元素的位置(使用r_offset进行计算)
| Name | Value | Field | Calculation |
|---|---|---|---|
| R_X86_64_NONE | 0 | none | none |
| R_X86_64_64 | 1 | word64 | S + A |
| R_X86_64_PC32 | 2 | word32 | S + A -P |
| R_X86_64_PLT32 | 4 | word32 | L + A - P |
| R_X86_64_32 | 10 | word32 | S + A |
| R_X86_64_16 | 12 | word16 | S + A |
| R_X86_64_PC16 | 13 | word32 | S + A -P |
| R_X86_64_8 | 14 | word8 | S + A |
| R_X86_64_PC8 | 15 | word8 | S + A -P |
| R_X86_64_PC64 | 24 | word64 | S + A -P |
| R_X86_64_GOTPCRELX | 41 | word32 | G + GOT + A -P |
| R_X86_64_REX_GOTPCRELX | 42 | word32 | G + GOT + A -P |
| R_X86_64_CODE_4_GOTPCRELX | 43 | word32 | G + GOT + A -P |
| R_X86_64_CODE_5_GOTPCRELX | 46 | word32 | G + GOT + A -P |
| R_X86_64_CODE_6_GOTPCRELX | 49 | word32 | G + GOT + A -P |
R_X86_64_* 系列代表使用绝对位置进行地址修正。 R_X86_64_PC* 系列用于表示依照相对于PC指针的偏移进行地址修正。 R_X86_64_PLT32 代表使用PLT表中元素的位置进行地址修正。
R_X86_64_GOTPCRELX* 系列相对复杂，这里首先需要了解x86-64的RIP-relative寻址。
x86-64的rip相对数据寻址之前系统不支持数据的相对寻址,不能像指令寻址的方式一样,获取变量i= 1只需要一个偏移量然后赋值就可以了,获取数据地址需要call拿到指令地址，再加上偏移地址来获得变量的地址代码举例
#include<stdio.h>
static int i;
void test()
{
i=110;
}
接着进行编译：
gcc -fPIC -shared -m32 hello.c -o test32.so
反汇编可以看出,先call 3e6 <__i686.get_pc_thunk.cx>,再添加偏移量,最后再加上0x1c然后将110给这个地址(变量i)
000003cc <test>:
3cc: 55 push %ebp
3cd: 89 e5 mov %esp,%ebp
3cf: e8 12 00 00 00 call 3e6 <__i686.get_pc_thunk.cx>//获取pc地址
3d4: 81 c1 58 11 00 00 add $0x1158,%ecx //添加偏移量
3da: c7 81 1c 00 00 00 6e movl $0x6e,0x1c(%ecx)//在加0x1c偏移量,最后拿到1这个值
3e1: 00 00 00
3e4: 5d pop %ebp
3e5: c3 ret
现在x86-64有rip了就直接可以通过偏移得到数据地址,由代码看出movl $0x6e,0x20029e(%rip) 就可以将110送入变量i的地址了,少了一次call跟偏移相加gcc -fPIC -shared hello.c -o test64.so
000000000000052c <test>:
52c: 55 push %rbp
52d: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
530: c7 05 9e 02 20 00 6e movl $0x6e,0x20029e(%rip) # 2007d8 <i>
537: 00 00 00
53a: c9 leaveq
53b: c3 retq
53c: 90 nop
53d: 90 nop
53e: 90 nop
53f: 90 nop
其次还需要理解REX https://staffwww.fullcoll.edu/aclifton/cs241/lecture-instruction-format.html
R_X86_64_GOTPCRELX：汇编指令在重定位的偏移量之前的2个字节处。 R_X86_64_REX_GOTPCRELX：汇编指令在重定位的偏移量之前的3个字节处。 R_X86_64_CODE_4_GOTPCRELX：汇编指令在重定位的偏移量之前的4个字节处。 R_X86_64_CODE_5_GOTPCRELX：汇编指令在重定位的偏移量之前的5个字节处。 R_X86_64_CODE_6_GOTPCRELX：汇编指令在重定位的偏移量之前的6个字节处。
[root@localhost test1]# cat test.cpp
#include<stdio.h>
extern int i;
void test()
{
i = 2;
}
[root@localhost test1]# g++ -c -fPIC test.cpp
[root@localhost test1]# objdump -d test.o
test.o: file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
0000000000000000 <_Z4testv>:
0: 55 push %rbp
1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
4: 48 8b 05 00 00 00 00 mov 0x0(%rip),%rax # b <_Z4testv+0xb>
b: c7 00 02 00 00 00 movl $0x2,(%rax)
11: 90 nop
12: 5d pop %rbp
13: c3 retq
[root@localhost test1]# objdump -r test.o
test.o: file format elf64-x86-64
RELOCATION RECORDS FOR [.text]:
OFFSET TYPE VALUE
0000000000000007 R_X86_64_REX_GOTPCRELX i-0x0000000000000004
RELOCATION RECORDS FOR [.eh_frame]:
OFFSET TYPE VALUE
0000000000000020 R_X86_64_PC32 .text
例如这里的offset是7， 指令开始的位置是4，指令在offset前面的3个字节。因此重定位类型是R_X86_64_REX_GOTPCRELX。
https://staffwww.fullcoll.edu/aclifton/courses/cs241/syllabus-21842-mw-sp23.html