objdump 输出中的直接和间接调用/跳转答案

【问题标题】：direct and indirect calls/jumps in output of objdumpobjdump 输出中的直接和间接调用/跳转
【发布时间】：2013-05-07 16:34:50
【问题描述】：

查看objdump -d ELFfile 的输出，我无法区分直接和间接跳转/调用。有什么建议吗？

【问题讨论】：

stackoverflow.com/questions/9223756/…

标签： x86 branch disassembly

【解决方案1】：

间接调用和跳转在指令之后和位置之前有一个*，例如callq *%r13 和jmpq *0x204d8a(%rip)。

我将展示两个来自我的 x86-64 Linux 机器的真实示例：

qsort() 在 C 标准库中调用用户提供的比较函数
动态链接的可执行文件调用 strcmp()

GLIBC 中的 qsort() 实现实际上根据输入大小调用不同的排序算法。一种这样的实现是 /lib64/libc.so.6 中的 msort_with_tmp()：

0000003cbde37d70 <msort_with_tmp.part.0>:
  <...>
  3cbde37dd6:   4c 8b 68 10             mov    0x10(%rax),%r13
  <...>
  3cbde37e2f:   41 ff d5                callq  *%r13

上面的代码sn-p将比较函数的地址移动到R13中，最终进行间接调用。

对于调用 strcmp() 的动态链接可执行文件，我将使用 /bin/true 作为示例。在主可执行文件中对 strcmp() 的所有调用都将转换为对 PLT 存根 strcmp@plt 的调用：

$ gdb /bin/true
(gdb) disassemble 'strcmp@plt'
0x401350 <+0>:  ff 25 8a 4d 20 00 jmpq  *0x204d8a(%rip) # 0x6060e0 <strcmp@got.plt>
0x401356 <+6>:  68 19 00 00 00    pushq $0x19
0x40135b <+11>: e9 50 fe ff ff    jmpq  0x4011b0

在第一条指令中，0x204d8a(%rip) 使用 RIP 相对寻址来定位 strcmp@got.plt。

如果我们尝试检查 strcmp@got.plt 在运行时持有什么值：

(gdb) break *0x401350
(gdb) run --XXX
Breakpoint 1, 0x0000000000401350 in strcmp@plt ()

(gdb) p/a 'strcmp@got.plt'
$1 = 0x3cbdf2fbe0 <__strcmp_sse42>
(gdb) break *0x3cbdf2fbe0
Breakpoint 2 at 0x3cbdf2fbe0: file ../sysdeps/x86_64/multiarch/strcmp-sse42.S, line 128.
(gdb) continue 
Continuing.

Breakpoint 2, __strcmp_sse42 ()
    at ../sysdeps/x86_64/multiarch/strcmp-sse42.S:128
128     mov %esi, %ecx

我们看到 strcmp@got.plt 指向 /usr/lib64/libc.so.6 中的 __strcmp_sse42()。

因此我们遇到的第一个间接跳转，strcmp@plt 中的 jmpq *0x204d8a(%rip)，最终跳转到 __strcmp_sse42()。这就是STT_GNU_IFUNC 机制的作用。它使用动态链接器在运行时根据 CPU 能力找到最合适的 strcmp() 变体。

【讨论】：

【解决方案2】：

在 x86-64 CPU 上，调用和跳转指令隐含 %rip 相对。

所以相关的模式是：

jmpq  $6  # Direct, relative: Jump to %rip+0x6
jmpq  *$6 # Direct, absolute: Jump to 0x6
jmpq  %r13  # Indirect, relative: Jump to %rip+%r13
jmpq  *%r13 # Indirect, absolute: Jump to %r13. Aka "movq %r13, %rip"

然后是双重间接模式：

jmpq 0x20(%r13) # Jump to %rip + *(%r13 + 0x20).
jmpq *0x20(%r13) # Jump to *(%r13 + 0x20)

最后一种寻址方式在 C++ 反汇编中很常见为

callq *0x20(%r13)

其中 %r13 包含 vtable 的地址。因此，它在 vtable 中的偏移量 0x20 处查找条目，然后调用该条目指向的函数。它始终是绝对模式（即不是 %rip relative），因为 vtable 是从多个调用站点使用的，因此 %rip relative 没有任何意义。

【讨论】：