共享对象代码 Unix 中的绝对跳转答案

【问题标题】：Absolute Jumps Within Shared Object Code Unix共享对象代码 Unix 中的绝对跳转
【发布时间】：2023-03-09 13:52:01
【问题描述】：

我有一个关于共享库的处理和解释的问题。

假设，我使用以下命令从 foo.c 构建一个共享对象：

gcc -shared -fPIC -o libfoo.so foo.c

其中 foo.c 包含：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {

  int i;
  printf("this is a silly test\n");

  if(i)
    goto ret;

  printf("hello world\n");

 ret:
 return 0;
}

现在，让我们看看 objdump 的输出，特别是 foo 的 main 输出：

0000000005ec <main>: 
 5ec:   55                      push   %rbp
 5ed:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
 5f0:   48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp
 5f4:   48 8d 3d 6b 00 00 00    lea    0x6b(%rip),%rdi        # 666 <_fini+0xe>
 5fb:   e8 00 ff ff ff          callq  500 <puts@plt>
 600:   83 7d fc 00             cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
 604:   75 0e                   jne    614 <main+0x28>
 606:   48 8d 3d 65 00 00 00    lea    0x65(%rip),%rdi        # 672 <_fini+0x1a>
 60d:   e8 ee fe ff ff          callq  500 <puts@plt>
 612:   eb 01                   jmp    615 <main+0x29>
 614:   90                      nop
 615:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
 61a:   c9                      leaveq 
 61b:   c3                      retq   
 61c:   90                      nop
 61d:   90                      nop
 61e:   90                      nop
 61f:   90                      nop

我可以清楚地看到，对 put 的调用正按预期重定向到 PLT。但是，我不明白的是604和612的指令。它们与IP无关，也不是对PLT的调用。他们使用绝对地址，基于符号主要。

这个共享库怎么可能在多个进程之间同时使用呢？它可以（并且应该）加载到不同的虚拟地址，但关键是每个进程应该共享存储在 RAM 中的实现。 main 加载在不同虚拟地址的不同进程如何共享 604 和 612 处的指令？

【问题讨论】：

X86 操作码 75（十六进制）和 eb 是相对跳转，而不是绝对跳转，您的清单中的操作数说明了这一点。反汇编可能会因为给出实际的目标地址而使您感到困惑；而是查看机器代码。

标签： c unix linker dynamic-linking

【解决方案1】：

它们不是绝对跳跃，而是 PC 相对跳跃。事实上，所有直接跳转和调用指令在 x86 上都是 PC 相关的——没有绝对直接跳转（所以如果你想要绝对跳转，它必须是间接的）。

callq 指令使用 PLT 的原因是因为目标符号可能在一个不同的共享对象中，所以即使是相对分支也不起作用（其他共享对象可能在任何地址，独立于这个共享对象）。 PLT 本身实际上是共享对象中的一小段代码，每个远程符号都有一个（间接）绝对跳转。当共享对象动态加载时，绝对地址设置得当，所以当代码运行时，callq 指令将是一个到 PLT 的 pc 相对分支（调用），其中包括到 puts 例程的单个间接跳转。

【讨论】：