可执行文件详解_.gnu.version

作者：菜鸟追梦旅行 | 2024-02-28 17:49:55

踩

.gnu.version

生成可执行文件

生成可执行文件

可执行文件也是ELF文件，这里同样从ELF文件的观点分析可执行文件的结构

使用如下两端代码来模拟多个文件生成一个可执行文件的过程


//add.c
extern int times;
 
int add(int n1, int n2) {
    times++;
    return n1 + n2;
}


//main.c
#include <stdio.h>
 
extern int add(int, int);
int times = 0;
 
int main(void)
{
    int a = 2;
    int b = 3;
 
    printf("%d, The sum of a and b is %d\n", times, add(a,b));
    
    return 0;
}

使用命令如下，先生成两个可重定位文件，然后对其进行链接，生成可执行文件add


gcc -c add.c -o add.o
gcc -c main.c -o main.o
gcc -o add add.o main.o

注意，假如下面查看可执行文件，发现type是共享库文件类型，可能是因为gcc默认加了--enable-default-pie选项，可以使用-no-pie禁用，如下

gcc -o add add.c main.c -no-pie

可执行文件的结构

可执行文件的ELF Header

使用readelf查看文件


$ readelf -h add 
ELF Header: 
  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF64 
  Data:                              2's complement, little endian 
  Version:                           1 (current) 
  OS/ABI:                            UNIX - System V 
  ABI Version:                       0 
  Type:                              EXEC (Executable file) 
  Machine:                           Advanced Micro Devices X86-64 
  Version:                           0x1 
  Entry point address:               0x401050 
  Start of program headers:          64 (bytes into file) 
  Start of section headers:          14736 (bytes into file) 
  Flags:                             0x0 
  Size of this header:               64 (bytes) 
  Size of program headers:           56 (bytes) 
  Number of program headers:         13 
  Size of section headers:           64 (bytes) 
  Number of section headers:         31 
  Section header string table index: 30

字段分析如下

Type: EXEC (Executable file): 该文件是一个可执行文件；
Entry point address: 0x401050: 文件的入口地址为0x401050，该地址是代码段的起始地址；
xxx of program headers: xxx: 该文件中共有13个program header，每个的大小为56字节；
xxx of section headers: xxx: 该文件中共有31个section header，每个的大小为64字节。

这里可以看出，链接之后生成的可执行文件，该文件结构具有了完整的ELF文件结构。

可执行文件的section

从ELF Header中可以看出 add 有31个 section，使用readelf查看section的内容


$ readelf -S add 
There are 31 section headers, starting at offset 0x3990: 
 
Section Headers: 
  [Nr] Name              Type             Address           Offset 
       Size              EntSize          Flags  Link  Info  Align 
  [ 0]                   NULL             0000000000000000  00000000 
       0000000000000000  0000000000000000           0     0     0 
  [ 1] .interp           PROGBITS         0000000000400318  00000318 
       000000000000001c  0000000000000000   A       0     0     1 
  [ 2] .note.gnu.propert NOTE             0000000000400338  00000338 
       0000000000000020  0000000000000000   A       0     0     8 
  [ 3] .note.gnu.build-i NOTE             0000000000400358  00000358 
       0000000000000024  0000000000000000   A       0     0     4 
  [ 4] .note.ABI-tag     NOTE             000000000040037c  0000037c 
       0000000000000020  0000000000000000   A       0     0     4 
  [ 5] .gnu.hash         GNU_HASH         00000000004003a0  000003a0 
       000000000000001c  0000000000000000   A       6     0     8 
  [ 6] .dynsym           DYNSYM           00000000004003c0  000003c0 
       0000000000000060  0000000000000018   A       7     1     8 
  [ 7] .dynstr           STRTAB           0000000000400420  00000420 
       000000000000003f  0000000000000000   A       0     0     1 
  [ 8] .gnu.version      VERSYM           0000000000400460  00000460 
       0000000000000008  0000000000000002   A       6     0     2 
  [ 9] .gnu.version_r    VERNEED          0000000000400468  00000468 
       0000000000000020  0000000000000000   A       7     1     8 
  [10] .rela.dyn         RELA             0000000000400488  00000488 
       0000000000000030  0000000000000018   A       6     0     8 
  [11] .rela.plt         RELA             00000000004004b8  000004b8 
       0000000000000018  0000000000000018  AI       6    24     8 
  [12] .init             PROGBITS         0000000000401000  00001000 
       000000000000001b  0000000000000000  AX       0     0     4 
  [13] .plt              PROGBITS         0000000000401020  00001020 
       0000000000000020  0000000000000010  AX       0     0     16 
  [14] .plt.sec          PROGBITS         0000000000401040  00001040 
       0000000000000010  0000000000000010  AX       0     0     16 
  [15] .text             PROGBITS         0000000000401050  00001050 
       00000000000001d5  0000000000000000  AX       0     0     16 
  [16] .fini             PROGBITS         0000000000401228  00001228 
       000000000000000d  0000000000000000  AX       0     0     4 
  [17] .rodata           PROGBITS         0000000000402000  00002000 
       0000000000000021  0000000000000000   A       0     0     4 
  [18] .eh_frame_hdr     PROGBITS         0000000000402024  00002024 
       000000000000004c  0000000000000000   A       0     0     4 
  [19] .eh_frame         PROGBITS         0000000000402070  00002070 
       0000000000000120  0000000000000000   A       0     0     8 
  [20] .init_array       INIT_ARRAY       0000000000403e10  00002e10 
       0000000000000008  0000000000000008  WA       0     0     8 
  [21] .fini_array       FINI_ARRAY       0000000000403e18  00002e18 
       0000000000000008  0000000000000008  WA       0     0     8 
  [22] .dynamic          DYNAMIC          0000000000403e20  00002e20 
       00000000000001d0  0000000000000010  WA       7     0     8 
  [23] .got              PROGBITS         0000000000403ff0  00002ff0 
       0000000000000010  0000000000000008  WA       0     0     8 
  [24] .got.plt          PROGBITS         0000000000404000  00003000 
       0000000000000020  0000000000000008  WA       0     0     8 
  [25] .data             PROGBITS         0000000000404020  00003020 
       0000000000000010  0000000000000000  WA       0     0     8 
  [26] .bss              NOBITS           0000000000404030  00003030 
       0000000000000008  0000000000000000  WA       0     0     4 
  [27] .comment          PROGBITS         0000000000000000  00003030 
       000000000000002a  0000000000000001  MS       0     0     1 
  [28] .symtab           SYMTAB           0000000000000000  00003060 
       0000000000000630  0000000000000018          29    46     8 
  [29] .strtab           STRTAB           0000000000000000  00003690 
       00000000000001da  0000000000000000           0     0     1 
  [30] .shstrtab         STRTAB           0000000000000000  0000386a 
       000000000000011f  0000000000000000           0     0     1 
Key to Flags: 
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info), 
  L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS), 
  C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude), 
  l (large), p (processor specific)

.interp: 使用 hexdump 命令可以得到该section的内容，这是程序运行时需要用到的动态链接器的名字。
.note.ABI-tag: 这个section存放的是vendor或者编译者指定的一些信息。它是以ELF spec里面规定的SHT_NOTE格式存放的。
.note.gnu.build-id: 这个段主要保存的是build id，是文件的唯一标识符，他可以保存成多种格式，比如uuid形式，MD5， SHA1等。
.gnu.hash: 里面保存着一个符号hash表，所有参与动态链接的对象都必须包含一个符号hash表。
.dynsym: 这个section保存与动态链接相关的导入导出符号，不包括模块内部的符号。而 .symtab 则保存所有符号，包括 .dynsym中的符号。
在本例中，通过readelf命令我们知道.dynsym里有四个条目:


$ readelf -s add 
 
Symbol table '.dynsym' contains 4 entries: 
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name 
     0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND 
     1: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND printf@GLIBC_2.2.5 (2) 
     2: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __libc_start_main@GLIBC_2.2.5 (2) 
     3: 0000000000000000     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT  UND __gmon_start__

.gnu.version: .gnu.version里的每一项都对应.dynsym中的一个符号；每个表项的内容为：hash值、glibc版本或global/local绑定属性。在本例中，我们从readelf命令里得到.gnu.version里四个条目如下：


$ readelf -V add 
 
Version symbols section '.gnu.version' contains 4 entries: 
 Addr: 0x0000000000400460  Offset: 0x000460  Link: 6 (.dynsym) 
  000:   0 (*local*)       2 (GLIBC_2.2.5)   2 (GLIBC_2.2.5)   0 (*local*)

从其中的内容可以知道，.gnu.version的四个条目解释了.dynsym与之相对应的四个条目的版本。比如，printf这个符号对应的是GLIBC_2.2.5这个版本中的printf函数。

.dynstr: 这个section保存了.dynsym中所包含的符号的符号名。
.eh_frame_hdr：.eh_frame里面存放的是在发生异常时解析函数调用栈所需要的信息，而.eh_frame_hdrsection保存了.eh_frame对应的header table。这些header table可以在运行时通过调用dl_iterate_phdr函数方便的找到所有的PT_GNU_EH_FRAME segments。
.init和.init_array: 这个section中保存了该可执行程序main函数执行之前的初始化代码，比如设置环境变量，给main函数传递参数等。
.fini和.fini_array: 这个section中保存了该可执行程序main函数正常退出之后执行的代码。
.dynamic: 这个section里保存了动态链接器所需要的基本信息，比如依赖哪些共享对象、动态链接符号表的位置、动态链接重定位表的位置、共享对象初始化代码的地址等。它是由Elfxx_Dyn（Elf32_Dyn或者Elf64_Dyn）组成的数组。Elfxx_Dyn结构由一个类型值加上一个附加的数值或指针，对于不同的类型，后面附加的数值或者指针有着不同的含义。
.plt和.plt.got：plt全名（Procedure Linkage Table）保存了一组16字节代码，用于在动态链接中生成所有外部过程调用符号。
.got和.got.plt：got全名（Global Offset Table）保存了一个数组，用于配合PLT生成库函数的真正地址并保存该地址。
.rela.plt：这个section保存了.plt中保存的符号的重定位信息。
.rela.dyn：这个section保存了除了.plt中保存的符号外的其他符号的重定位信息。
.jcr：这个section保存了编译java类所必须的信息。它里面内容是编译器指定的，并且被编译器的初始化函数使用。
.text：这个section用来保存可执行程序的代码编译生成的二进制代码。其内容我们通过objdump -C add命令查看后发现，反编译出来的函数不仅包括我们定义的add函数和main函数还包括了其他一些函数，这些函数是链接器加进去的。

可执行文件的segment

segment是由section组成的，可以从 readelf -l add 输出的 program header table 中得到相关的信息


$ readelf -l add 
 
Elf file type is EXEC (Executable file) 
Entry point 0x401050 
There are 13 program headers, starting at offset 64 
 
Program Headers: 
  Type           Offset             VirtAddr           PhysAddr 
                 FileSiz            MemSiz              Flags  Align 
  PHDR           0x0000000000000040 0x0000000000400040 0x0000000000400040 
                 0x00000000000002d8 0x00000000000002d8  R      0x8 
  INTERP         0x0000000000000318 0x0000000000400318 0x0000000000400318 
                 0x000000000000001c 0x000000000000001c  R      0x1 
      [Requesting program interpreter: /lib64/ld-linux-x86-64.so.2] 
  LOAD           0x0000000000000000 0x0000000000400000 0x0000000000400000 
                 0x00000000000004d0 0x00000000000004d0  R      0x1000 
  LOAD           0x0000000000001000 0x0000000000401000 0x0000000000401000 
                 0x0000000000000235 0x0000000000000235  R E    0x1000 
  LOAD           0x0000000000002000 0x0000000000402000 0x0000000000402000 
                 0x0000000000000190 0x0000000000000190  R      0x1000 
  LOAD           0x0000000000002e10 0x0000000000403e10 0x0000000000403e10 
                 0x0000000000000220 0x0000000000000228  RW     0x1000 
  DYNAMIC        0x0000000000002e20 0x0000000000403e20 0x0000000000403e20 
                 0x00000000000001d0 0x00000000000001d0  RW     0x8 
  NOTE           0x0000000000000338 0x0000000000400338 0x0000000000400338 
                 0x0000000000000020 0x0000000000000020  R      0x8 
  NOTE           0x0000000000000358 0x0000000000400358 0x0000000000400358 
                 0x0000000000000044 0x0000000000000044  R      0x4 
  GNU_PROPERTY   0x0000000000000338 0x0000000000400338 0x0000000000400338 
                 0x0000000000000020 0x0000000000000020  R      0x8 
  GNU_EH_FRAME   0x0000000000002024 0x0000000000402024 0x0000000000402024 
                 0x000000000000004c 0x000000000000004c  R      0x4 
  GNU_STACK      0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 
                 0x0000000000000000 0x0000000000000000  RW     0x10 
  GNU_RELRO      0x0000000000002e10 0x0000000000403e10 0x0000000000403e10 
                 0x00000000000001f0 0x00000000000001f0  R      0x1 
 
 Section to Segment mapping: 
  Segment Sections... 
   00 
   01     .interp 
   02     .interp .note.gnu.property .note.gnu.build-id .note.ABI-tag .gnu.hash .dynsym .dynstr .gnu.version .gnu.version_r .rela.dyn .rela.plt 
   03     .init .plt .plt.sec .text .fini 
   04     .rodata .eh_frame_hdr .eh_frame 
   05     .init_array .fini_array .dynamic .got .got.plt .data .bss 
   06     .dynamic 
   07     .note.gnu.property 
   08     .note.gnu.build-id .note.ABI-tag 
   09     .note.gnu.property 
   10     .eh_frame_hdr 
   11 
   12     .init_array .fini_array .dynamic .got

这里一共生成了13个segment，其中第0个segment对应PHDR，第1个segment对应INTERP，第2个segment对应LOAD，以此类推，第13个segment对应GNU_RELRO。
第0个segment（PHDR）保存了各个segment的VirtAddr和MemSiz。
第1个segment是只读的，只保存了.interp section。
第2个segment就是我们常说的一个可执行文件的代码段，这部分是要由加载器加载到内存中执行的，因此其属性是可读可执行的，保存了.interp .note.ABI-tag .note.gnu.build-id ... 等section。
第5个segment是我们常说的数据段，它保存了和可执行程序执行过程相关的所有数据，这部分也是要加载到内存中的，因此其属性是可读可写的，保存了.init_array .fini_array ...等section。
第6个segment是可读可写的，保存了.dynamic section。
第8个segment是只读的，保存了.note.gnu.build-id .note.ABI-tag这两个section。
第10个segment是只读的，保存了.eh_frame_hdr section。
第11个segment是可读可写的，它告诉系统，当加载这个可执行文件的时候，如何设置其栈。
第12个segment是只读的，保存了.init_array .fini_array .dynamic .got这几个section。

声明：本文内容由网友自发贡献，不代表【wpsshop博客】立场，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容，请联系我们。转载请注明出处：https://www.wpsshop.cn/w/菜鸟追梦旅行/article/detail/160660