重命名函数而不更改其引用

Question

我有一个使用 gcc 和 -ffunction-sections 选项编译的目标文件。我可以访问源文件，但不允许修改它。

file.c
void foo(void)
{
    bar();
}
void bar(void)
{
    abc();
}

我想要实现的是让所有对 bar 的引用都采用绝对地址（我将在链接器脚本中分配），而 bar 将被链接器放置在其他地址。

一种可能的解决方案是将 bar 重命名为 file_bar，而不更改 foo() 中对 bar 的调用。我尝试使用 objcopy -redefine-syms 但它似乎甚至重命名了对 bar 的调用。

busybee 提供的解决方案可以解决问题，除非函数在同一个编译单元中。 foo1.c

#include <stdio.h>
extern void bar1();
void foo1(){
printf("foo1\n");
}
int main(){
printf("main\n");
foo1();
bar1();
}

bar1.c

#include <stdio.h>
void bar1(){
printf("bar1\n");
}

包装器.c

#include <stdio.h>
void __wrap_foo1(){
printf("wrap_foo1\n");
}
void __wrap_bar1(){
printf("wrap_bar1\n");
}

现在，

$ gcc -c -ffunction-sections foo1.c bar1.c wrapper.c
$ gcc -Wl,--wrap=foo1 -Wl,--wrap=bar1 -o output foo1.o bar1.o wrapper.o
$ ./output
main
foo1
wrap_bar1

Answer 1

所有要重定向的函数都在自己的编译单元中

链接器具有选项“--wrap”，它将所有对符号“xxx”的引用替换为“__wrap_xxx”，并将符号本身替换为“__real_xxx”。它用于在调用和函数之间放置一个包装函数作为“拦截器”。

但是使用此选项，您可以对链接描述文件中的这些符号执行任何您喜欢的操作。您只需要使用符号定义“__wrap_xxx”，以便可以解析引用。

根据您的需要，您还可以编写一个名为“__wrap_xxx()”的虚拟函数，它甚至不调用“__real_xxx()”。或者你可以将“__real_xxx”放在一个向量表中，或者......任何你能想到的。

所有要重定向的函数都是非静态的（“全局”），修补立即值

我查看了the other question OP 在评论中发布的答案。这让我想到了削弱相关符号并用链接器的值覆盖它们。

这个例子可能会给你一些见解。我在具有address space layout randomization 的 Linux 上进行了测试，因此所有地址都是从随机基数偏移的。但是对于 OP 的目标系统，它应该可以按预期工作。

foo1.c

由于重定向地址的任意值，无法调用函数。但是程序可以打印他们的地址。

#include <stdio.h>

void foo1(void) {
}

extern void bar1(void);

int main(void) {
  printf("%p\n", main);
  printf("%p\n", foo1);
  printf("%p\n", bar1);
  return 0;
}

bar1.c

void bar1(void) {
}

wrapper.ld

这是为链接器提供要使用的地址的第一个替代方法，一个附加的链接器脚本。第二个见下文。标准链接器脚本将在此处进行扩充，无需复制和修补它。由于结构简单，这可能是提供许多可以轻松自动化的重定向地址的最简单方法。

foo1 = 0x1000;
bar1 = 0x2000;

注意：这不是 C！它是“链接器脚本”语法，恰好非常相似。

我是如何构建和测试的

此命令序列可以根据您的喜好自动化和排序。尤其是objcopy 的调用可以通过列表上的某个循环来完成。

gcc -c -ffunction-sections foo1.c
objcopy --weaken-symbol=foo1 foo1.o foo2.o

gcc -c -ffunction-sections bar1.c
objcopy --weaken-symbol=bar1 bar1.o bar2.o

gcc foo1.o bar1.o -o original
echo original
./original

gcc foo2.o bar2.o -o weakened
echo weakened
./weakened

gcc foo2.o bar2.o wrapper.ld -o redirected
echo redirected
./redirected

也可以在命令行上给出符号定义，而不是额外的链接描述文件。这是提到的第二种选择。

gcc foo2.o bar2.o -Wl,--defsym=foo1=0x1000 -Wl,--defsym=bar1=0x2000 -o redirected

顺便说一句，链接器理解@file 可以从文件file 中读取所有参数。所以链接器命令的大小“没有限制”。

所有要重定向的函数都是非静态的（“全局”），用新函数覆盖

您当然可以只提供替代函数，而不是提供即时值。这与上面一样工作，但您编写源文件而不是额外的链接描述文件或符号定义。

wrapper.c

是的，没错，名字和原作的名字是一样的！因为我们将原始函数的符号设为weak，所以当链接器用新函数的地址覆盖引用时，我们不会收到来自链接器的错误消息。

void foo1(void) {
}

void bar1(void) {
}

像这样构建重定向程序（仅显示新命令）：

gcc -c -ffunction-sections wrapper.c

gcc foo2.o bar2.o wrapper.o -o redirected

要重定向的函数是static

嗯，根据您的目标架构，这可能是不可能的。这是因为引用的重定位条目。它将是某种相对的，告诉链接器通过函数部分的偏移量来解析，而不是通过函数的符号来解析。

我没有进一步调查。