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[15283] 2020-04-22_一个例子引出的PLT与GOT姐妹花

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2020-04-22_一个例子引出的PLT与GOT姐妹花 一 个 例 子 引 出 的 P L T 与 G O T 姐 妹 花 P l u t o l   F r e e B u f   2 0 2 0 - 0 4 - 2 2 最 近 刚 刚 接 触 到 最 近 刚 刚 接 触 到 P L T 与 与 G O T ， 所 以 就 想 以 此 篇 文 章 来 巩 固 一 下 我 对 于 这 对 姐 妹 花 的 理 解 啦 ！ 刚 刚 接 触 ， 理 解 不 ， 所 以 就 想 以 此 篇 文 章 来 巩 固 一 下 我 对 于 这 对 姐 妹 花 的 理 解 啦 ！ 刚 刚 接 触 ， 理 解 不 深 ， 还 请 大 佬 轻 喷 ！ 深 ， 还 请 大 佬 轻 喷 ！ 环 境 ： u b a n t u   1 6 . 0 4 一 、 程 序 运 行 过 程 一 、 程 序 运 行 过 程 首 先 我 们 对 于 程 序 运 行 来 有 一 个 基 本 的 概 念 ， 程 序 运 行 起 来 应 经 过 四 个 步 骤 ： 预 处 理 、 编 译 、 汇 编 和 链 接 ， 过 程 如 下 。 汇 编 过 程 调 用 汇 编 器 a s 来 完 成 ， 是 用 于 将 汇 编 代 码 转 换 成 机 器 可 以 执 行 的 指 令 ， 每 一 个 汇 编 语 句 几 乎 都 对 应 一 条 机 器 指 令 。 汇 编 生 成 的 文 件 时 t e s t . o 。 链 接 的 主 要 内 容 就 是 将 各 个 模 块 之 间 相 互 引 用 的 部 分 正 确 的 衔 接 起 来 。 它 的 工 作 就 是 把 一 些 指 令 对 其 他 符 号 地 址 的 引 用 加 以 修 正 。 链 接 过 程 主 要 包 括 了 地 址 和 空 间 分 配 、 符 号 决 议 和 重 定 向 。 二 、 代 码 示 例 引 入 二 、 代 码 示 例 引 入 对 程 序 运 行 有 个 大 致 的 概 念 后 ， 我 们 再 利 用 一 个 小 程 序 来 引 入 对 P L T 和 G O T 姐 妹 花 的 正 式 的 讲 解 啦 ！ 首 先 咱 上 程 序 ： （ P S ： 如 果 执 行 以 下 两 步 出 现 ： f a t a l   e r r o r :   s y s / c d e f s . h :   N o   s u c h   f i l e   o r   d i r e c t o r y 的 错 误 ， 请 参 照 链 接 ， 还 有 错 误 的 话 ， 就 自 行 百 度 吧 ！ 应 该 不 麻 烦 ， 没 事 ， 顶 多 改 几 天 配 置 嘛 ， 哈 哈 ！ ） 编 译 链 接 ： # i n c l u d e < s t d i o . h > v o i d   p r i n t _ b a n n e r ( ) { p r i n t f ( " W e l c o m e   t o   W o r l d   o f   P L T   a n d   G O T n " ) ; } i n t   m a i n ( v o i d ) { p r i n t _ b a n n e r ( ) ; r e t u r n   0 ; } g c c   - W a l l   - g   - o   t e s t . o   - c   t e s t . c   - m 3 2 g c c   - o   t e s t   t e s t . o   - m 3 2
由 程 序 运 行 我 们 可 以 知 道 ， 汇 编 完 成 后 形 成 文 件   t e s t . o ， 所 以 接 下 来 我 们 通 过 以 下 命 令 查 看 反 汇 编 代 码 。 1 、 链 接 重 定 向 的 产 生 、 链 接 重 定 向 的 产 生 按 照 程 序 执 行 的 逻 辑 ， 执 行 函 数 调 用 时 调 用   c a l l + 函 数 地 址 ， 然 后 再 函 数 运 行 完 r e t 指 令 进 行 返 回 ， 这 样 便 完 成 了 一 次 函 数 的 调 用 。 因 此 p r i n t _ b a n n e r ( ) 函 数 反 汇 编 的 代 码 应 该 类 似 于 下 面 ： c a l l   +   p r i n t f 的 地 址 但 是 事 实 和 我 们 的 想 象 总 是 那 么 的 不 符 ！ ！ 从 上 图 我 们 可 以 看 出 ， 编 译 完 成 后 ， 直 接 看   c a l l   + < > ， 似 乎 是   c a l l   +   p r i n t f   函 数 的 地 址 ， 但 是 看 机 器 码 我 们 发 现 ， m a i n ( )   和   p r i n t _ b a n n e r ( )   函 数 中   ” < >   “   中 指 的 都 是 机 器 码   “ f f   f f   f f   f c ” （ 表 示 ） ， 这 表 示   “ f f   f f   f f   f c ”   只 是 一 个 函 数 地 址 的 代 号 。 也 就 是 说 链 接 前 函 数 都 是 用   f f   f f   f f   f c   代 替 ， 也 就 是 有 符 号 数 字   “ - 4 ” 代 替 。 这 也 就 表 示 尽 管   p r i n t f _ b a n n e r ( )   函 数 调 用 了   p r i n t f 函 数 ， 但 是 在 链 接 前 无 法 知 道 p r i n t f 的 地 址 的 。 那 么   p r i n t f 的 地 址 在 哪 里 呢 ？ p r i n t f 函 数 在 g l i b c 动 态 链 接 库 中 。 现 在 我 们 可 以 知 道 ， 程 序 执 行 时 ， g l i b c 动 态 库 装 载 了 （ 即 p r i n t f 函 数 的 地 址 确 定 了 ） ， 但 是 程 序 在 汇 编 时 是 不 知 道 g c c   - o   t e s t   t e s t . o   - m 3 2 o b j d u m p   - d   t e s t . o   0 0 0 0 0 0 0 0   < p r i n t _ b a n n e r > :       0 :                       p u s h       % e b p       1 :                       m o v         % e s p , % e b p       3 :                       s u b         $ 0 x 8 , % e s p       6 :                       s u b         $ 0 x c , % e s p       9 :                       p u s h       $ 0 x 0       e :                       c a l l       * p r i n t f 的 地 址 *     1 3 :                       a d d         $ 0 x 1 0 , % e s p     1 6 :                       n o p     1 7 :                       l e a v e         1 8 :                       r e t
p r i n t f   函 数 的 地 址 ， 也 就 是 说 在 函 数 链 接 时 才 知 道   p r i n t f 函 数 的 地 址 ； 即 函 数 在 链 接 时 ， c a l l   +   p r i n t f 函 数 地 址 ， 但 是 之 前 汇 编 时   c a l l   为   “ c a l l   +   - 4 ” ， 这 说 明 运 行 时 c a l l 发 生 了 链 接 重 定 向 。 在 这 里 我 们 对 链 接 的 过 程 进 行 简 要 的 介 绍 一 下 ： 静 态 链 接 是 由 链 接 器 在 链 接 时 将 库 的 内 容 加 入 到 可 执 行 程 序 中 的 做 法 。 链 接 器 是 一 个 独 立 程 序 ， 将 一 个 或 多 个 库 或 目 标 文 件 （ 先 前 由 编 译 器 或 汇 编 器 生 成 ） 链 接 到 一 块 生 成 可 执 行 程 序 。 静 态 链 接 是 指 把 要 调 用 的 函 数 或 者 过 程 链 接 到 可 执 行 文 件 中 ， 成 为 可 执 行 文 件 的 一 部 分 。 动 态 链 接 所 调 用 的 函 数 代 码 并 没 有 被 拷 贝 到 应 用 程 序 的 可 执 行 文 件 中 去 ， 而 是 仅 仅 在 其 中 加 入 了 所 调 用 函 数 的 描 述 信 息 （ 往 往 是 一 些 重 定 位 信 息 ） 。 仅 当 应 用 程 序 被 装 入 内 存 开 始 运 行 时 ， 在 W i n d o w s 的 管 理 下 ， 才 在 应 用 程 序 与 相 应 的 D L L 之 间 建 立 链 接 关 系 。 当 要 执 行 所 调 用 D L L 中 的 函 数 时 ， 根 据 链 接 产 生 的 重 定 位 信 息 ， W i n d o w s 才 转 去 执 行 D L L 中 相 应 的 函 数 代 码 。 2 、 链 接 重 定 向 的 分 析 、 链 接 重 定 向 的 分 析 在 这 里 我 们 的 是 动 态 链 接 ， 我 么 可 以 发 现 尽 管 在 链 接 时 函 数 c a l l 发 生 了 链 接 重 定 位 ， 对 c a l l 后 面 的 内 容 进 行 了 修 改 。 但 是 并 不 能 直 接 修 改 成 c a l l   +   p r i n t f 的 g l i b c 动 态 库 地 址 ， 因 为 g l i b c 的 动 态 库 地 址 是 在 运 行 时 才 与 应 用 程 序 产 生 关 系 的 ， 而 运 行 时 c a l l 所 处 的 代 码 段 不 能 发 生 修 改 。 那 么 如 何 将 c a l l 与 p r i n t f 的 g l i b c 动 态 链 接 库 连 接 起 来 呢 ？ 答 案 是 ： 如 果 要 将 c a l l 与 p r i n t f 的 g l i b c 动 态 链 接 库 连 接 起 来 的 话 ， 那 么 在 链 接 重 定 向 时 ， 首 先 c a l l + 0 x X X ， 然 后 链 接 器 在 0 x X X 处 应 该 产 生 一 个 链 接 代 码 ， 对 p r i n t f 进 行 调 用 ， 从 而 将 二 者 连 起 来 。 链 接 器 生 成 的 伪 代 码 如 下 : 链 接 阶 段 ， p r i n t f 定 义 在 动 态 库 中 ， 链 接 器 生 成 一 段 小 代 码 p r i n t f s t u b ， 然 后 代 码 段 中 c a l l   + p r i n t f s t u b ， 形 成 对 p r i n t f s t u b 的 调 用 。 从 而 转 化 为 链 接 阶 段 对 p r i n t f s t u b 做 链 接 重 定 位 ， 而 运 行 时 才 对 p r i n t f 做 运 行 重 定 位 。 如 下 是 对 于 代 码 的 一 个 雏 形 图 。 . t e x t . . . / /   调 用 p r i n t f 的 c a l l 指 令 c a l l   p r i n t f _ s t u b . . . p r i n t f _ s t u b :         m o v   r a x ,   [ p r i n t f 函 数 的 储 存 地 址 ]   / /   获 取 p r i n t f 重 定 位 之 后 的 地 址         j m p   r a x   / /   跳 过 去 执 行 p r i n t f 函 数 . d a t a . . . p r i n t f 函 数 的 储 存 地 址 ： 　 　 这 里 储 存 p r i n t f 函 数 重 定 位 后 的 地 址
3 、 、 G O T 和 和 P L T 的 形 成 的 形 成 由 上 我 们 可 以 知 道 ， 连 接 代 码 有 以 下 两 部 分 组 成 ： 调 用 跳 转 代 码 ： 调 用 函 数 的 绝 对 地 址 然 后 跳 转 到 动 态 链 接 库 。 库 函 数 的 地 址 为 跳 转 代 码 做 准 备 。 当 文 件 中 出 现 多 个 函 数 调 用 时 ， 那 么 每 个 函 数 调 用 都 会 出 现 这 两 个 东 西 ， 因 此 对 这 两 个 代 码 段 进 行 命 名 。 存 放 函 数 地 址 的 数 据 表 ， 称 为 全 局 偏 移 表 （ G O T ： 主 要 存 放 所 有 的 全 局 指 针 ， 存 放 着 函 数 的 绝 对 地 址 ） 。 存 放 调 用 跳 转 代 码 的 过 程 表 ， 称 为 过 程 链 接 表 （ P L T ： c a l l 跳 转 P L T 表 ， 然 后 P L T 表 在 c a l l   +   G O T 的 绝 对 地 址 实 现 函 数 的 调 用 ） 。 如 下 ， 为 动 态 链 接 的 一 个 简 要 示 意 图 ： 现 在 我 们 知 道 了 函 数 在 调 用 时 需 要 产 生 P L T 表 和 G O T 表 作 为 连 接 代 码 将 代 码 和 动 态 库 进 行 连 接 ， 那 么 代 码 到 底 是 怎 么 实 现 这 个 链 接 的 呢 ？ 我 们 接 着 往 下 看 。 三 、 延 迟 重 定 位 三 、 延 迟 重 定 位 从 上 面 可 知 ， 当 需 要 对 一 个 函 数 进 行 调 用 时 ， 他 的 汇 编 代 码 c a l l 首 先 会 掉 用 P L T 表 ， 然 后 P L T 再 通 过 调 用 G O T 与 动 态 库 实 现 重 定 位 连 接 ， 这 样 函 数 调 用 动 态 库 时 便 类 似 于 间 接   j m p + 地 址 。 但 是 如 果 当 一 个 文 件 中 存 在 大 量 的 函 数 时 ， 如 果 在 程 序 运 行 前 就 重 定 位 好 所 有 的 函 数 调 用 的 话 虽 然 会 减 轻 函 数 调 用 的 时 间 ， 但 是 会 大 大 增 加 程 序 的 启 动 时 间 ， 是 整 个 程 序 变 得 很 慢 。 因 此 L i n u x 便 产 生 了 延 迟 重 定 位 ： 也 就 是 当 你 调 用 函 数 的 时 候 函 数 才 开 始 执 行 重 定 位 和 地 址 解 析 工 作 。 因 此 便 形 成 了 以 下 代 码 来 实 现 延 迟 定 位 ：
从 代 码 可 知 ， 没 有 重 定 位 时 执 行 p r i n t f @ p l t 时 ， p r i n t f @ g o t 存 放 的 是 下 一 句 的 地 址 ， 类 似 于   j m p   l o o k u p _ p r i n t f ， 而 在 l o o k u p 函 数 中 查 找 p r i n t f 地 址 ， 然 后 写 到 p r i n t f @ g o t 中 ， 最 后 在 利 用   g o t o   回 到   j m p   p r i n t f @ g o t ， 实 现   p r i n t f   函 数 的 调 用 。 如 下 为 函 数 调 用 的 示 意 图 。 四 、 代 码 验 证 重 定 位 四 、 代 码 验 证 重 定 位 接 下 来 ， 我 们 用 上 面 的 代 码 示 例 对 其 进 行 验 证 。 我 们 利 用 以 下 代 码 查 看 p l t 中 的 内 容 。 接 下 来 打 开 t e s t . a s m ， 查 看 其 中 的 地 址 。 （ 在 这 里 由 于 第 一 个 是 一 个 公 共 的 我 先 将 改 为 c o m m o n @ p l t 便 于 之 后 理 解 ， 至 于 为 什 么 是 公 共 的 请 接 着 往 下 看 。 ） / / 一 开 始 没 有 重 定 位 的 时 候 将   p r i n t f @ g o t   填 成   l o o k u p _ p r i n t f   的 地 址 v o i d   p r i n t f @ p l t ( ) { a d d r e s s _ g o o d :         j m p   * p r i n t f @ g o t                         / /   链 接 器 将 p r i n t f @ g o t 填 成 下 一 语 句 l o o k u p _ p r i n t f 的 地 址 l o o k u p _ p r i n t f :                 调 用 重 定 位 函 数 查 找 p r i n t f 地 址 ， 并 写 到 p r i n t f @ g o t                 g o t o   a d d r e s s _ g o o d ; } o b j d u m p   - d   t e s t   >   t e s t . a s m D i s a s s e m b l y   o f   s e c t i o n   . p l t : 0 8 0 4 8 2 d 0   < c o m m o n @ p l t - 0 x 1 0 > :   8 0 4 8 2 d 0 :               f f   3 5   0 4   a 0   0 4   0 8               p u s h l     0 x 8 0 4 a 0 0 4   8 0 4 8 2 d 6 :               f f   2 5   0 8   a 0   0 4   0 8               j m p         * 0 x 8 0 4 a 0 0 8   8 0 4 8 2 d c :               0 0   0 0                                       a d d         % a l , ( % e a x )                 . . . 0 8 0 4 8 2 e 0   < p u t s @ p l t > :   8 0 4 8 2 e 0 :               f f   2 5   0 c   a 0   0 4   0 8               j m p         * 0 x 8 0 4 a 0 0 c   8 0 4 8 2 e 6 :               6 8   0 0   0 0   0 0   0 0                     p u s h       $ 0 x 0   8 0 4 8 2 e b :               e 9   e 0   f f   f f   f f                     j m p         8 0 4 8 2 d 0   < _ i n i t + 0 x 2 8 >
下 面 我 们 用 g d b 命 令 查 看 . p l t 中 j m p 跳 转 地 址 内 的 指 定 的 内 容 ， 命 令 如 下 ： g d b   t e s t   和   b   m a i n 之 前 的 p l t ， 如 下 图 ， 我 们 发 现 ， p u t s @ p l t 和 < _ l i b c s t a r t _ m a i n @ p l t > 的 第 一 个 j m p 跳 转 的 是 下 一 句 的 地 址 接 下 来 ， 我 们 开 始 （ r u n ） 运 行 程 序 ， 由 于 我 们 的 断 点 是 在 b   m a i n ， 如 下 图 程 序 停 在 了 c a l l   处 ， 这 说 明 m a i n 开 始 调 用 了 但 是 p r i n t _ b a n n e r 并 没 有 开 始 调 用 。 然 后 我 们 查 看 之 前 p l t 中 j m p 的 地 址 。 发 现 < _ l i b c s t a r t m a i n @ p l t > 和 c o m m o n @ p l t 中 的 j m p 后 面 的 地 址 发 生 了 改 变 ， 即 他 们 发 生 了 重 定 向 ， 而 p u t s @ p l t 的 并 没 有 改 变 ， 刚 好 m a i n 被 调 用 了 了 ， 而 p r i n t e r b a n n e r 并 没 有 调 用 。 这 刚 好 证 实 了 前 面 说 的 延 迟 重 定 位 机 制 ， 只 有 当 函 数 调 用 的 时 候 才 开 始 重 定 向 。 五 、 函 数 执 行 流 程 图 五 、 函 数 执 行 流 程 图 下 面 ， 附 上 两 张 大 佬 的 调 用 图 吧 ！   8 0 4 8 2 e b :               e 9   e 0   f f   f f   f f                     j m p         8 0 4 8 2 d 0   < _ i n i t + 0 x 2 8 > 0 8 0 4 8 2 f 0   < _ _ l i b c _ s t a r t _ m a i n @ p l t > :   8 0 4 8 2 f 0 :               f f   2 5   1 0   a 0   0 4   0 8               j m p         * 0 x 8 0 4 a 0 1 0   8 0 4 8 2 f 6 :               6 8   0 8   0 0   0 0   0 0                     p u s h       $ 0 x 8   8 0 4 8 2 f b :               e 9   d 0   f f   f f   f f                     j m p         8 0 4 8 2 d 0   < _ i n i t + 0 x 2 8 > g d b - p e d a $   x / x   0 x 8 0 4 a 0 0 c 0 x 8 0 4 a 0 0 c :     0 x 0 8 0 4 8 2 e 6 g d b - p e d a $   x / x   0 x 8 0 4 a 0 1 0 0 x 8 0 4 a 0 1 0 :     0 x 0 8 0 4 8 2 f 6 g d b - p e d a $   x / x   0 x 8 0 4 a 0 0 8 0 x 8 0 4 a 0 0 8 :     0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 g d b - p e d a $   x / x   0 x 8 0 4 a 0 0 c 0 x 8 0 4 a 0 0 c :     0 x 0 8 0 4 8 2 e 6 g d b - p e d a $   x / x   0 x 8 0 4 a 0 1 0 0 x 8 0 4 a 0 1 0 :     0 x f 7 e 1 c 5 4 0 g d b - p e d a $   x / x   0 x 8 0 4 a 0 0 8 0 x 8 0 4 a 0 0 8 :     0 x f 7 f e e 0 0 0
最 后 ， 文 章 就 到 这 吧 ， 其 他 的 后 续 想 到 再 来 续 写 吧 ！ 参 考 链 接 参 考 链 接
【 1 】 P w n 基 础 ： P L T & G O T 表 以 及 延 迟 绑 定 机 制 【 2 】 聊 聊 L i n u x 动 态 链 接 中 的 P L T 和 G O T （ １ ） — — 何 谓 P L T 与 G O T 【 3 】 聊 聊 L i n u x 动 态 链 接 中 的 P L T 和 G O T （ ２ ） — — 延 迟 重 定 位 【 4 】 聊 聊 L i n u x 动 态 链 接 中 的 P L T 和 G O T （ ３ ） — — 公 共 G O T 表 项 【 5 】 聊 聊 L i n u x 动 态 链 接 中 的 P L T 和 G O T （ 4 ） — —   穿 针 引 线 * 本 文 作 者 ： 本 文 作 者 ： P l u t o l ， 转 载 请 注 明 来 自 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f . C O M 精 彩 推 荐 精 彩 推 荐
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