PB173 - Binární programování Linux
III. Binární objektové soubory
Jiri Slabý
ITI, Fakulta informatiky
1. 10. 2013
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013      1 /16
Objektové soubory
• Vznikají při překladu i linkování
• Výstup překladače (gcc -c)
• Výstup linkeru jako:
• Dynamická knihovna
• Spustitelná binárka
• Literatura
• System V Application Binary Interface (ELF)
J. Slabý (ITI, Fl)
Obsah objektových souborů
Obvykle
• Informace o souboru
• Cílová architektura, struktura,...
• Kód
• Data
• Ostatní informace potřebné k běhu/linkování
• Relokace, informace o symbolech atd. Ale také např.
• Ladicí informace
• Informace o překladači
Tyto informace v oddílech (sekcích)
J. Slabý (ITI, Fl)
Formáty objektových souborů
o Několik forem/standardů
• a.out (UNIX/starý Linux) a ELF (Linux)
0 COM (DOS, čistě kód+data, nic víc)
• COFF (UNIX, ELF ho převálcoval)
• MZ (DOS .exe)
• PE (Windows .exe, vychází z COFF)
Demo: DosBox a reboot přes COM (ea fO ff 00 f 0)
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013      4/ 16
Úkol
Práce s PE
O Stáhněte si nějakou Windows aplikaci
• Cokoliv, co je .exe (PE)
Q Vypište si informace společné formátům (objdump -f) 0 Vypište si informace závislé na formátu (objdump -p)
• Zjistěte DLL, na kterých váš program závisí
O Porovnejte sekce s nějakým ELFem (objdump -h)
• Jakákoliv binárka z /usr/bin
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013      5/ 16
ELF
Executable and Linkable Formát
• Hlavní souborový formát na Linuxu
a Přenositelný, relokovatelný, rozšiřitelný
• Struktura
• ELF hlavička
• Hlavičky programové
• Při spouštění
• Hlavičky sekcí
• Při linkování, ladění apod.
• Sekce
• Odkazovány z obou typů hlaviček
a readelf je speciální objdump pro ELF
J. Slabý (ITI, Fl) PB173/07 1.10.2013     6/ 16
ELF hlavička
• readelf -h
• Magické číslo (0x7f ,e,,l,,F')
• Cílová architektura a stroj a Počty hlaviček
Úkol: výpis ELF hlavičky a zjištění počtu obou typů hlaviček
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013      7/ 16
Sekce
• readelf -S (obsah sekce: readelf -x)
• Vytvářené překladačem/linkerem
• Čtené překladačem/linkerem/interpretrem a Předdefinované sekce:
• .text: kód
0 .data: nekonstantní data (proměnné)
• .rodata: konstantní data (řetězce apod.) o .bss: data, která se inicializují na 0
• .interp: interpretr
• . symtab: tabulka symbolů pro ladění (strip)
• .dynsym: tabulka symbolů pro dynamický linker
• .gnu_debugiink: odkaz na soubor s ladicími informacemi
Demo: ukázka sekcí
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013      8/ 16
Úkol
Práce se sekcemi
O Vytvořte si soubor s puts ("hello") a puts ("world") Q Vytvořte si vlastní sekci s daty
int ..attribute.. ((section(".data.my.section"))) x = 3;
O Vytvořte si vlastní sekci s funkcí (.text.my_section) O Přeložte do .o a poté i slinkujte
O Vypište si seznam sekcí v obou souborech (readelf -s) O Vypište si obsah sekcí (readelf -x)
• .rodata (zkuste ireadelf -p)
• V .o: .data.my_section
• V .o: .text.my_section (zkuste i objdump -d)
Pozn.: tyto soubory nezahazujte.
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013      9/ 16
libbfd
• Knihovna pro práci s různými binárními formáty (bfd.h)
• a.out, ELF, PE, binární, ...
• Seznam: const char **bfd_target_list()
• A různými architekturami
• Seznam: const char **bfd_arch_list()
a Dokumentace
• https://sourceware.org/binutils/docs/bfd/
o Některá užitečná makra bez dokumentace (jen v bfd.h)
• Knihovny při překladu: gcc ... -lbfd -liberty -ldl -lz
• První je třeba volat void bfd_init()
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013 10/16
libbfd: chyby
Jak zjistit, co se stalo?
• Poslední chyba:bfd_error_type bfd_get_error()
a Převod na text:
const char *bfd_errmsg(bfd_error_type error_tag)
Typicky:
if (! bfdJunction (...) ) errx(1, "bfdJunction: %s", bfd.errmsg(bfd.get.error()));
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013 11/16
Úkol
Vypište všechny formáty podporované vaší libbf d O Nezapomeňte bfd_init O Zavolejte bf d_target_list O Vypište v cyklu O Zavolejte bfd_arch_list O Vypište v cyklu
O Ověřujte návratové hodnoty podle manuálu o Vypisujte chyby při neúspěchu
O Přeložte a spusťte
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013 12/16
libbf d: soubory
• Otevření
• bfd *bfd_openr(const char *file, const char *target)
• bfd *bfd_openw(const char *file, const char *target)
• target je NULL
a Ověření
• Nutné před prací se souborem
• bfd_boolean bfd_check_format(bfd *abfd, bfd_format format)
• f ormat J6 bf d_object
a Zavření
9 bfd_boolean bfd_close(bfd *abfd)
Bez ověření chyb:
abfd = bfd.openr(file , NULL); bfd.check.format(abfd, bfd.object); bfd-dose(abfd);
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013 13/16
Úkol
Doplňte otevírání souboru zadaného jako parametr
O Zavolejte bf d_openr
Q Zavolejte bf d_check_f ormat
Q Zavolejte bf d_close
O Ověřujte návratové hodnoty podle manuálu
O Přeložte a spusťte
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
I. 10. 2013
14/16
libbfd: sekce
• Iterace: bfd_map_over_sections
• Velikost: bf d_get_section_size
• Obsah:bfd_get_section_contents
• Vytvoření: bf d_make_section_witli_f lags
9 Nastavení velikosti: bf d_set_section_size
• Nastavení obsahu: bf d_set_section_contents
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
1. 10. 2013
15/16
Úkol
Hexdump sekcí
Q Iterujte přes sekce (bf d_map_over_sections) O Vypište údaje o každé sekci
• Název
• Velikosti
• Flagy
• Hexdump prvních 16 bytů obsahu O Přeložte
O Spusťte
o Pro ELF 0 Pro PE
J. Slabý (ITI, Fl)