PLT延迟绑定技术

野性酷女 2023-02-14 02:53 23阅读 0赞

动态链接的链接工作在运行时完成，即程序开始执行时，动态链接器要先进行一次链接工作。

由于程序模块之间包含了大量的函数引用，所以在程序开始执行之前，动态链接会耗费不少时间用于解决模块之间的函数引用的符号查找以及重定位。

由于程序的局部性原理，在一个程序的运行的过程中，往往不是所有的函数都能用到，相反在大量的符号中，只有少部分会用到，所以如果在程序一开始的时候就把所有的函数都链接好然而最后又没有用到，这很明显是一种浪费，所以就出现的**延迟绑定**的概念。

基本思想就是：函数不是程序运行之前就全部进行链接工作，而是在用到的时候，再进行绑定，如果没有用到，就不需要进行绑定了。

这样的好处就是加快了程序的运行！而且也比较符合程序的运行情况。

在没有PLT技术的时候，当我们调用某个外部模块的函数时候，通常情况下是要去GOT表中相应的表项进行间接跳转。PLT延迟绑定的实现就是在去GOT表项之前增加了一层间接跳转，之后调用函数并不直接通过GOT跳转，而是通过PLT项进行跳转，所以对于每一个外部函数，在PLT表中都有一个对应的项。

下面我们随便打开一个程序分析一下，有非常多的函数来自于外部模块

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
现在我们跟踪进去看一下  
随便下一个断点后运行  
![在这里插入图片描述][20200531174700457.png]  
单步执行到下面的函数  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
跟踪进入`setvbuf`函数，就跳到了PLT表中对应的表项  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
对于plt表项

第一个jump 实际会去查询.got.plt表的地址，默认如果是第一次使用这个函数，那么.got.plt中存储的地址就是jump指令的下一条指令0x400656，效果就是jmp跳到push 0x5这条指令

对于push 0x5 这个0x5对应重定位表.rela.plt中函数的序号，在.got.plt中分别是一一对应的。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
最后jump到.plt这个位置，该位置是一个固定的，对于同一个程序而言，每个.plt表项的该处jump都是跳到相同的位置  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
jump之后就开始符号解析和重定位工作了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
查看一下GOT表的结构

objdump -s

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
ELF将GOT拆分成两个表\*\*.got**和**.got.plt\*\* ，其中\*\*.got**是用来保存**全局变量**的引用地址，**.got.plt**是用来保存**函数\*\*引用的地址  
对于.got.plt，第一项保存的是.dynamic节的地址，.dynamic是描述了本模块动态链接的相关信息  
第二项和第三项分别为本模块的ID和\_dl\_runtime\_resolve()地址

但是你发现上面都是0，因为这两部分是又动态链接器在装载共享模块的时候才进行初始化。

接下来后的项就分别对应每个外部函数的引用。

重定位表.rela.plt

readelf -r

（注意一下，这里序号是从0开始）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]

静态查看一下.plt表  
分别和.rela.plt中表项一一对应  
（注意push n，序号是从0开始的）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200531174419597.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20200531174700457.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200531174700457.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200531174818951.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgzMzY0Mg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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