ELF文件格式之.plt与.got表

2022-05-20 02:01:16 阅读：198 来源： 互联网

重定位

windows系统

mov eax, [0x50010];

数据重定位：在windows操作系统上全局数据的重定位是通过重定位表来实现的，例如上述代码，0x50010地址存放的数全局数据，默认的加载地址是0x40000，那么加载地址变为0x30000时，需要在程序加载时由windows加载器利用重定位表将0x50010数据修正为0x50010-0x40000 + 0x30000 = 0x40010。而mov eax，[0x50010]对应的机器码为A1 10000500, mov eax，[0x40010]对应的机器码为A1 10000400，所以操作系统只需要将10000500改为10000400即可。
地址重定位：对于外部函数调用通过输入表进行重定位。

linux系统

因为windows操作系统的数据重定位操作需要修改代码部分，linux为了方便将数据重定位抽离出来避免修改代码。这样做也可能与linux有时候使用arm指令集有关，因为arm指令集采用位解析（精简指令集），所以不像x86那样好修改。

.plt表与.got表

外部函数引用重定位

通过readelf查看elf文件的所有节区section

linux使用.plt表存放外部函数调用的PLT条目，通过.plt索引到.got表中对应函数调用的实际地址（got表有点windows中的输入地址表的意思）。
例如_start函数调用libc.so的导出函数__libc_init（）。
指令ADR R12, 0x504是将相对于当前PC偏移0x504的值传给R12，因为arm指令是三级流水线，执行此条指令时pc指针指向第三条指令即PC值为0x504。索引R12 = 0x504 + 0x504
指令ADD R12,R12,#0x3000是将R12 = R12 + 0x3000 = 0x504 + 0x504+ 0x3000
指令LDR PC，[R12,#(__libc_init_ptr -0x3504 )]将PC = [R12 + __libc_init_ptr - 0x3504] = [0x504 + 0x504+ 0x3000 + __libc_init_ptr - 0x3504] = [0x504 + __libc_init_ptr], 而当前指令的地址为0x504,而__libc_init_ptr是plt条目对应的.got表项的相对于当前指令地址的偏移，所以最后将.got表中实际的函数地址传给PC并调用。

注意：（因为0x504相当于执行第一条指令得到的当前指令的地址，所以无论程序加载何处都没关系，总结为 plt表条目相当于做了一件事：LDR PC,[当前指令地址 + 函数对应.got表项偏移]）

__libc_init_ptr是plt条目对应的.got表项的相对于调用指令地址的偏移，.got表项中存放的是实际调用的外部函数的地址，需要在程序加载时由linker程序修复，（windows输入表修复）。

全局数据重定位

windows上全局数据重定位直接通过重定位表修改对应的指令机器码，但是linux上的arm指令的机器码是精简指令集修改比较复杂，linux通过.got表实现全局数据的重定位。

以访问全局数据__PREINIT_ARRAY__为例
指令LDR R1, =(__PREINIT_ARRAY___ptr - 0x568)是将R1 = __PREINIT_ARRAY___ptr - 0x568
指令LDR R1,[PC,R1]是将R1 = [PC + R1] = [PC + __PREINIT_ARRAY___ptr - 0x568 ] ,因为当前pc的值第三条指令的地址为0x568，而__PREINIT_ARRAY___ptr为全局数据__PREINIT_ARRAY__对应的.got表项相对于当前指令的偏移，R1 = [__PREINIT_ARRAY___ptr ]相当于获取了实际全局数据__PREINIT_ARRAY__的地址赋给R1.

__PREINIT_ARRAY___ptr为相对于全局数据访问指令地址的偏移，指向.got表项中存放的是对应全局数据实际的地址，会在程序加载的时候修复。

结论

liunx的外部函数引用重定位与全局数据重定位都是通过.got表实现的，其中外部函数引用重定位还需要.plt表参与。.got表中存放的是所有需要重定位修复的地址信息（32位就每4个字节一项，64位就每8个字节一项）。
注意：.plt表也属于程序代码

操作系统如何进行重定位

在程序加载时.got表中的数据要进行重定位，那么操作系统是如何索引到.got表并进行重定位呢？

.rel.dyn表和.rel.plt表

通过readelf可以查看到这两个表，直接在ida中是查看不到的。（两个表相当于widnwos PE中的重定位表）

struct Elf32_Dyn
{
  Elf32_Sword d_tag;
  union{
        Elf32_Word d_val;
        Elf32_Addr d_ptr;
    }d_un;
};
}

这两个节区可以通过.dynamic节区（等同于DYNAMIC program）找到，.dynamic节区是一个Elf32_Dyn数组，数组每一项都会描述一个特定类型的节区，d_tag为其对应的类型。其中DT_REL类型为.rel.dyn节区，DT_JMPREL为.rel.plt节区。而d_ptr就指向其节区对应的偏移地址。

typedef struct {
        Elf32_Addr      r_offset;
        Elf32_Word      r_info;
} Elf32_Rel;

.rel.dyn包含了除外部函数引用外需要重定位的数据的信息，.rel.plt包含了外部函数引用需要重定位的数据的信息。二者都是一个Elf32_Rel类型的数组。
r_offset：对于可重定位文件，该值表示节偏移。对于可执行文件或共享目标文件，该值表示受重定位影响的存储单元的虚拟地址。（最终指向.got表）

r_info：指定了需要重定位数据的符号表索引以及要应用的重定位类型。（如果需要重定位的是一个外部函数引用地址，那么就要包含函数名称信息）。计算方法如下。

#define ELF32_R_SYM(info)             ((info)>>8)
#define ELF32_R_TYPE(info)            ((unsigned char)(info))
#define ELF32_R_INFO(sym, type)       (((sym)<<8)+(unsigned char)(type))

我们以.rel.plt中的需要冲定位的__libc_init函数的Elf32_Rel结构为例进行解析。
r_offset为0x3FF0,指向对应的.got表项的虚拟地址。

r_info为0x316, ELF32_R_SYM(0x316) == 3，对应在.dynsym符号表中的索引为3。

typedef struct {
        Elf32_Word      st_name;
        Elf32_Addr      st_value;
        Elf32_Word      st_size;
        unsigned char   st_info;
        unsigned char   st_other;
        Elf32_Half      st_shndx;
} Elf32_Sym;

.dynsym符号表为一个Elf32_Sym类型的数组，st_name为对应在字符串表.dynstr中的偏移，此处为0x22。

总结

linux在加载elf文件时就是通过.rel.dyn 和.rel.plt找到对应的符号信息并修正对应.got表项中的信息。
注意：elf的输入表HOOK就是通过在.dynsym字符串表中查找需要hook的函数名称，然后计算出对应的符号表索引。通过符号表索引在.rel.dyn和.rel.plt表中寻找对应的项进而找到对应的.got表项并更改地址为自己的地址。

标签：__,定位,plt,ELF,Elf32,地址,文件格式,got
来源： https://www.cnblogs.com/revercc/p/16290945.html

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