ELF 형식의.gnu.hash 구역 과 glibc 의 기호 조회 전 과정 을 인 스 턴 스 로 분석 합 니 다.
ELF 형식의 gnu.hash 절 은 디자인 에 있어 복잡 하고 glibc 소스 코드 에서 직접 분석 하 는 것 도 어렵 습 니 다.오늘 은 마음 을 가 라 앉 히 고 보 았 다이 멋 진 문장드디어 부 릉 필터,산수 연산 을 비트 연산 으로 바 꾸 는 등 일련의 세부 사항 을 알 게 되 었 다.그러나 본인 은 매우 우둔 하고 완전한 워 크 스 루 가 없 으 면 자신 이 정말 무엇 을 알 고 있다 고 생각 할 수 없습니다.따라서 본 고 는 기호의 실제 상황 을 찾 는 것 에서 출발 하여 ELF 형식 이 기 호 를 어떻게 구성 하 는 지,그리고 동적 링크 기 가 이러한 정 보 를 어떻게 읽 고 처리 하여 기호 조 회 를 하 는 전 과정 을 상세 하 게 설명 한다.
본 고 는 독자 가 이미 앞에서 언급 한 블 로 그 를 읽 었 다 고 가정 하고 부 릉 필터,GNU hash 가 사용 하 는 단일 해시 전략 을 이해 하여 모델 링 을 이러한 명사 로 바 꾸 었 다.나중에 시간 이 있 을 때 저 는 그들 에 대해 간단하게 소개 할 수 있 지만 주옥 은 앞에서 추 태 를 보이 고 싶 지 않 았 습 니 다.
본 논문 의 실현 과 so 파일 은 모두 glibc 2.31 을 기준 으로 한다.
기호 해시,기호 표 와 문자 표
하나의 기호 에 대한 정 보 는 ELF 파일 에서 dynamic section 의 세 조각 에 나타 납 니 다.gnu.hash 에 대응 하 는 기호 해시,dynsim 에 대응 하 는 동적 기호 표,dynstr 에 대응 하 는 문자 표 입 니 다.기 호 를 찾 을 때 동적 링크 기 는 먼저.gnu.hash 에서 조회 하여 이 기호 가 동적 기호 표 에서 의 오프셋 을 얻 을 수 있 습 니 다.동적 링크 기 는 이 오프셋 에 따라 기 호 를 읽 고 이 기호의 이름 이 문자 표 에서 의 오프셋 을 찾 습 니 다.문자 표 에서 기호의 이름 을 읽 고 찾 으 려 는 기호 와 일치 하면 이 기 호 를 찾 은 다음 기호 표 에서 기호의 관련 정 보 를 읽 고 되 돌려 줍 니 다.
64 비트 ELF 형식의 기호 정 의 는 다음 과 같 습 니 다.
// in <elf.h>
typedef struct
{
// 32 bits
Elf64_Word st_name; /* Symbol name (string tbl index) */
// 8 bit
unsigned char st_info; /* Symbol type and binding */
// 8 bit
unsigned char st_other; /* Symbol visibility */
// 16 bits
Elf64_Section st_shndx; /* Section index */
// 64 bits
Elf64_Addr st_value; /* Symbol value */
// 64 bits
Elf64_Xword st_size; /* Symbol size */
} Elf64_Sym;gnu.hash 의 구조
glibc 는 다음 함수 로 ELF 파일 에서 기호 해시 에 관 한 정 보 를 읽 습 니 다.
// in elf/dl-lookup.c
void
_dl_setup_hash (struct link_map *map)
{
Elf_Symndx *hash;
if (__glibc_likely (map->l_info[ELF_MACHINE_GNU_HASH_ADDRIDX] != NULL))
{
// 32 ， ， hash32
Elf32_Word *hash32
= (void *) D_PTR (map, l_info[ELF_MACHINE_GNU_HASH_ADDRIDX]);
map->l_nbuckets = *hash32++;
Elf32_Word symbias = *hash32++;
Elf32_Word bitmask_nwords = *hash32++;
/* Must be a power of two. */
assert ((bitmask_nwords & (bitmask_nwords - 1)) == 0);
map->l_gnu_bitmask_idxbits = bitmask_nwords - 1;
map->l_gnu_shift = *hash32++;
map->l_gnu_bitmask = (ElfW(Addr) *) hash32;
hash32 += __ELF_NATIVE_CLASS / 32 * bitmask_nwords;
map->l_gnu_buckets = hash32;
hash32 += map->l_nbuckets;
map->l_gnu_chain_zero = hash32 - symbias;
/* Initialize MIPS xhash translation table. */
ELF_MACHINE_XHASH_SETUP (hash32, symbias, map);
return;
}
// DT_HASH ，
if (!map->l_info[DT_HASH])
return;
hash = (void *) D_PTR (map, l_info[DT_HASH]);//Q: what about some non-GNU ELFs
map->l_nbuckets = *hash++;
/* Skip nchain. */
hash++;
map->l_buckets = hash;
hash += map->l_nbuckets;
map->l_chain = hash;
}이해 하기 편리 하도록 gnu.hash 절의 내용 을 설명도 로 그립 니 다.
libc 를 예 로 들 면.대응 하 는 필드 의 값 검사:
$ objdump -s /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | grep .gnu.hash -A 5
Contents of section .gnu.hash:
38a0 (f3030000) (0c000000) (00010000) (0e000000) ................
->l_nbuckets=1011 ->symbias=12 ->bitmask_nwords=256 ->l_gnu_shift=14
38b0 (00301044 a0200201) (8803e690 c5458c00) .0.D. .......E..
-> bloom word 0x010220a044103000
38c0 c4005800 07840070 c280010d 8a0c4104 ..X....p......A.
38d0 10008840 32082a40 88543c2d 200e3248 ...@2.*@.T<- .2H
38e0 2684c08c 04080002 020ea1ac 1a0666c8 &.............f.
$ readelf -s /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | head -n 20
Symbol table '.dynsym' contains 2367 entries:
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND
1: 0000000000000000 0 NOTYPE WEAK DEFAULT UND __libpthread_freeres
2: 0000000000000000 0 OBJECT GLOBAL DEFAULT UND _rtld_global@GLIBC_PRIVATE (33)
3: 0000000000000000 0 OBJECT GLOBAL DEFAULT UND __libc_enable_secure@GLIBC_PRIVATE (33)
4: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND __tls_get_addr@GLIBC_2.3 (34)
5: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND _dl_exception_create@GLIBC_PRIVATE (33)
6: 0000000000000000 0 OBJECT GLOBAL DEFAULT UND _rtld_global_ro@GLIBC_PRIVATE (33)
7: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND __tunable_get_val@GLIBC_PRIVATE (33)
8: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND _dl_find_dso_for_object@GLIBC_PRIVATE (33)
9: 0000000000000000 0 NOTYPE WEAK DEFAULT UND _dl_starting_up
10: 0000000000000000 0 NOTYPE WEAK DEFAULT UND __libdl_freeres
11: 0000000000000000 0 OBJECT GLOBAL DEFAULT UND _dl_argv@GLIBC_PRIVATE (33)
12: 00000000000ab970 33 FUNC GLOBAL DEFAULT 16 __strspn_c1@GLIBC_2.2.5
13: 0000000000089260 352 FUNC GLOBAL DEFAULT 16 putwchar@@GLIBC_2.2.5
14: 00000000001324f0 20 FUNC GLOBAL DEFAULT 16 __gethostname_chk@@GLIBC_2.4
15: 00000000000ab9a0 44 FUNC GLOBAL DEFAULT 16 __strspn_c2@GLIBC_2.2.5
16: 000000000014f580 218 FUNC GLOBAL DEFAULT 16 setrpcent@@GLIBC_2.2.5찾기 기호
다음은 기호 printf 를 찾 는 것 을 예 로 들 어 기호 찾기 과정 을 소개 합 니 다.
우선 아래 의 해시 함 수 를 사용 하여 기 호 를 만 드 는 32 비트 해시:
// in elf/dl-lookup.c
static uint_fast32_t
dl_new_hash (const char *s)
{
uint_fast32_t h = 5381;
for (unsigned char c = *s; c != '\0'; c = *++s)
h = h * 33 + c;
return h & 0xffffffff;
}다음 에 부 릉 필터 에 필요 한 두 개의 hashbit 를 계산 합 니 다.
unsigned int hashbit1 = new_hash & (__ELF_NATIVE_CLASS - 1);
unsigned int hashbit2 = ((new_hash >> l->l_gnu_shift) & (__ELF_NATIVE_CLASS - 1));이 hash 에 대응 하 는 Bloom word 를 찾 았 습 니 다:
const Elf64_Addr *bitmask = l->l_gnu_bitmask;
// l->l_gnu_bitmask_idxbits = bitmask_nwords - 1，
// (new_hash / __ELF_NATIVE_CLASS) & l->l_gnu_bitmask_idxbits = 174
Elf64_Addr bitmask_word = bitmask[(new_hash / __ELF_NATIVE_CLASS) & l->l_gnu_bitmask_idxbits];3e 20 곳 에 대응 하 는 값 검사:
$ objdump -s /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | grep " 3e20 "
3e20 d0884a41 c0703429 10ec4303 92003103 ..JA.p4)..C...1.오른쪽으로 56 비트 이동:0b 0010 1001
오른쪽으로 44 위 이동:0b 10 1001 0011 0100 0111
두 사람의 마지막 자 리 는 모두 1 로 부 릉 필터 가 이 해시 값 을 거절 할 수 없다 는 것 을 의미한다.
이때 해당 하 는 해시 통 에서 찾기:
Elf32_Word bucket = l->l_gnu_buckets[new_hash % l->l_nbuckets];하 쉬 통 의 시작 주 소 는 lgnu_bitmask + 64 / 32 * bitmask_nwords=0x40b 0,해시 통 에 대응 하 는 주 소 는 0x40b 0+295*4=0x454c 입 니 다.
0x454c 에 대응 하 는 해시 통 내용 보기:
$ objdump -s /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | grep " 4540 "
4540 77020000 00000000 7a020000 **7c020000** w.......z...|...그리고 lgnu_chain_zero 의 주 소 는:
l_gnu_chain_zero = l_gnu_buckets + l_nbuckets - symbias;구체 적 인 해시 내용 보기:
$ objdump -s /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | grep " 5a30 " -A 2
5a30 ade8dbbb 142dcb13 bb86f85f e6952000 .....-....._.. .
5a40 **b82b6b15** 0a05f1d5 deb6427f 856177fd .+k.......B..aw.
5a50 1ae585e7 ec296fa8 1ae585e7 29ce248f .....)o.....).$.이때 이 기 호 는'gnu.hash'의 아래 에 표 시 됩 니 다.바로 동적 기호 표 에 있 는(아래 표-symbias)입 니 다.하지만 전에 lgnu_chain_zero 는 이미 전체적으로 symbias 를 줄 였 기 때문에 이 기호의 주소 로 l 을 줄 입 니 다.gnu_chain_zero 는 기호 표 의 아래 표 시 를 직접 얻 을 수 있다.
0x5a 40-0x504c=0x9f 4=2548,하나의 해시 값 이 4 바이트 이기 때문에 아래 는 2548/4=637 로 표시 합 니 다.
동적 기호 표 의 시작 주 소 를 찾 습 니 다:
$ objdump -s /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | grep .dynsym -A 1
Contents of section .dynsym:
07548 00000000 00000000 00000000 00000000 ................동적 기호 표 가 대응 하 는 위치의 내용 을 찾 습 니 다:
$ objdump -s /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | grep " 0b0f8 " -A 1
0b0f8 16000000 00000000 **f3040000** 12001000 ................
0b108 104e0600 00000000 cc000000 00000000 .N..............문자 테이블 의 시작 주 소 를 찾 습 니 다:
$ objdump -s /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | grep .dynstr -A 1
Contents of section .dynstr:
15330 00786472 5f755f6c 6f6e6700 5f5f7763 .xdr_u_long.__wc문자 테이블 의 대응 하 는 위치의 값 읽 기:
$ objdump -s /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | grep " 15820 " -A 1
15820 494f5f**70** 72696e74 66007265 67697374 IO_printf.regist
15830 65725f70 72696e74 665f6675 6e637469 er_printf_functi이렇게 해서 기호 조회 의 전 과정 을 완성 했다.
이상 은 ELF 형식의.gnu.hash 구역 과 glibc 의 기호 에서 찾 은 상세 한 내용 입 니 다.ELF 형식의.gnu.hash 구역 과 glibc 의 기호 에서 찾 은 자 료 는 다른 관련 글 에 주목 하 십시오!
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