剖析 ELF .got/.plt 及全局符号介入的影响
2023-02-05 01:15:00
ELF可执行文件中的秘密：揭秘.got和.plt段
引言
在探索ELF可执行文件的内部结构时，我们不可忽视两个重要的段：.got和.plt。它们在动态链接和符号解析中扮演着至关重要的角色，对程序的运行效率和安全性有着深远的影响。本文将深入探讨这些段及其在ELF可执行文件中的作用。
认识.got：全局偏移表
.got段（Global Offset Table）是一个数据结构，它包含指向其他模块的全局符号的偏移量。当程序调用外部函数或访问外部变量时，需要通过.got段来获取这些符号的实际地址。这是一种动态绑定的方式，可以让程序在运行时加载和链接所需的库和代码。
理解.plt：过程链接表
.plt段（Procedure Linkage Table）是一个代码段，它包含一系列跳转指令，指向需要动态绑定的函数。当程序第一次调用一个外部函数时，会先跳转到.plt段中对应的跳转指令，该指令会动态解析函数的地址并跳转到正确的函数体。这种延迟绑定的方式可以提高程序的启动速度和执行效率。
延迟绑定：优化程序执行效率的利器
延迟绑定是一种动态链接技术，它允许程序在运行时才加载和链接所需的库和代码。与静态绑定相比，延迟绑定具有以下优点：
- 提高程序的启动速度： 延迟绑定可以推迟符号解析和库加载，减少程序启动时需要加载的代码和数据，从而提高启动速度。
- 降低程序内存占用： 延迟绑定可以避免加载不必要的库和代码，从而降低程序的内存占用。
- 增强程序的可移植性： 延迟绑定允许程序在不同的平台和环境中运行，而无需重新编译或链接。
全局符号介入：打破二进制兼容性的双刃剑
全局符号介入是一种技术，它允许程序在运行时修改或替换其他模块的全局符号。这种技术可以用于解决二进制兼容性问题，也可以用于实现一些高级特性，如代码热替换和动态补丁。然而，全局符号介入也可能导致二进制兼容性问题和安全漏洞。
.got、.plt和全局符号介入的权衡
.got和.plt段是ELF可执行文件中至关重要的数据结构，它们在动态链接和符号解析中发挥着关键作用。延迟绑定可以提高程序的执行效率和可移植性，但全局符号介入可能会打破二进制兼容性和带来安全风险。因此，在使用这些技术时，需要权衡利弊，谨慎选择。
代码示例
以下是一个展示延迟绑定和全局符号介入的代码示例：
// main.c
#include <stdio.h>
extern int func(); // 函数声明
int main() {
printf("Calling func(): %d\n", func());
return 0;
}
// func.c
#include <stdio.h>
int func() {
return 42;
}
// 编译
$ gcc -fPIC -shared -o libfunc.so func.c
$ gcc -o main main.c -L. -lfunc
// 运行
$ ./main
Calling func(): 42
在这个示例中，func()函数在运行时动态链接到libfunc.so共享库。
常见问题解答
-
什么是ELF可执行文件？
ELF（可执行和链接格式）是一种用于Linux和Unix系统上的可执行文件的文件格式。它定义了可执行文件和动态链接库（DLL）的结构。 -
什么是动态链接？
动态链接是一种将代码和数据在运行时加载到内存中的技术。它可以提高程序的启动速度和内存效率。 -
什么是延迟绑定？
延迟绑定是一种动态链接技术，它允许程序在运行时解析符号并加载库。它可以提高程序的启动速度和可移植性。 -
什么是全局符号介入？
全局符号介入是一种技术，它允许程序在运行时修改或替换其他模块的全局符号。它可以用于解决二进制兼容性问题和实现高级特性。 -
使用延迟绑定和全局符号介入有什么优缺点？
延迟绑定可以提高程序的执行效率和可移植性，但全局符号介入可能会打破二进制兼容性和带来安全风险。因此，在使用这些技术时，需要权衡利弊，谨慎选择。
