PB173 - Binární programování Linux
V. ELF II.
Jiri Slabý
Fakulta informatiky Masarykova univerzita
29. 10. 2015
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015      1 / 17
ELF
Executable and Linkable Format
• Hlavní souborový formát na Linuxu
• Přenositelný, relokovatelný, rozšiřitelný
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/05 29.10.2015      2/ 17
Struktura ELFu
• ELF hlavička
• Hlavičky sekcí
• Popis dat pro linkování, ladění apod.
• Pro překladač, debugger, ...
• Hlavičky programové
• Pohled na data pro spuštění
• Pro interpretr
• Data
o Odkazovány z obou typů hlaviček
ELF header
Zdroj: wikipedia
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015      3/ 17
Sekce 1
Obsah sekcí
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015
4/17
Obsah sekcí
• Závislý na typu sekce (Shdr->sh_type)
• Nic, řetězce, kód
• Tabulky
• Počet položek: Shdr->sh_size / Shdr->sh_entsize
• Symbolů
• Dynamické
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015      5/ 17
Tabulka řetězců
• Typ sekce: Shdr->sh_type == SHT.STRTAB
• Řetězce odkazované odjinud
• Uložené jako řetězce ukončené nulou
• Obsah dostaneme z elf _getdata
Příklad sekce
Index	+0	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7	+8	+9
0	\o	i	n	i	t	•	c	\0	c	r
10	t	s	t	u	f	f	•	c	\o	
20	_	J	C	R	_	L	I	S	T	
Demo: readelf -x .strtab -p .strtab
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015
6/17
Tabulka symbolů
• Typ sekce: Shdr->sh_type == SHT.SYMTAB nebo SHT.DYNSYM
• Jména pro symboly jsou v sekci Shdr->sh_iink
• Tabulka o různých „symbolech"
• Symbol - GElf _Sym
• st.name - jméno Symbolu (index do Shdr->sh_link)
• st.value - hodnota symbolu
• gelf_st_type (st_inf o) - k čemu se symbol váže (stt.object,
stt.func, stt.section, stt.file, . . .)
• st.shndx (pro stt.section) - které sekce se symbol týká (může
být i shn.undef, shn.abs, . . .)
• gelf_getsym(Elf_Data *data, int idx, GElf_Sym *dst)
• data - dostaneme Z elf _getdata
• idx - x-tý symbol
• dst - návratová hodnota
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015
7/17
Úkol
Výpis symbolů ze sekcí
O Pro všechny sekce typu sht.symtab nebo sht.dynsym
O Iterujte přes všechny symboly
O U všech vypište jméno symbolu
O Pro stt.func vypište navíc hodnotu a index sekce
0 Pro stt.object vypište navíc hodnotu a velikost
O Pro stt.section vypište navíc index sekce a hodnotu
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015
8/17
Dynamická tabulka
• Typ sekce: Shdr->sh_type == SHT.DYNAMIC
• Jména pro symboly jsou v sekci Shdr->sh_iink
• Tabulka pro spuštění
• Dynamický symbol - GElf _Dyn
• d_tag - druh symbolu (dt.needed, dt.init, ...)
• d_u.d_ptr - hodnota symbolu (ukazatel)
• d_u.d_vai - hodnota symbolu (ostatní)
• gelf_getdyn(Elf_Data *data, int idx, GElf_Dyn *dst)
• data - dostaneme Z elf _getdata
• idx - x-tý dynamický symbol
• dst - návratová hodnota
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015
9/17
Úkol
Výpis dynamických symbolů
O Pro všechny sekce typu sht.dynamic
Q Iterujte přes všechny dynamické symboly
O Pro dt.needed vypište jméno knihovny (d_vai) O Pro dt.init vypište, kde se má začít (d_ptr) • Podívejte se do kódu, kde to je (objdump -d)
O Pro dt.strsz vypište velikost tabulky řetězců (d_vai)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015      10/ 17
Tabulka relokací
• Typ sekce: Shdr->sh_type == SHT.REL a SHT.RELA
• Tabulka pro linkování - kde se má co a čím nahradit
• Symbol relokace - GElf _Rei a GElf _Reia
<* r_of f set - kde nahrazovat (odkaz do sekce č. Shdr->sh_inf o)
• gelf_r_type(r_info) - typ (r_x86_64_pc32, r_x86_64_32, .. .)
• gelf_r_sym(r_inf o) - za co nahrazovat (v sekci č.
Shdr->sh_link)
• r.addend (jen rela) - kolik přičíst k symbolu
• gelf_getrel(Elf_Data *data, int idx, GElf_Rel *dst) a gelf_getrela(Elf_Data *data, int idx, GElf_Rela *dst)
• data - dostaneme Z elf _getdata
• idx - x-tý relokační symbol
• dst - návratová hodnota
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015      11 / 17
Úkol
Výpis relokací
O Pro všechny sekce typu sht.rela
O Iterujte přes všechny relokace
O Pro každou vypište
• Č. sekce, která se bude měnit (Shdr->sh_inf o)
• Pozici, kde se bude měnit (r_of f set)
• Č. symbolu, kterého adresa se použije (gelf_r_sym(r_inf o))
O Vyzkoušejte na .o souboru
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015
12/17
Sekce 2
Programové hlavičky
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015      13/ 17
Programové hlavičky
• readelf -1
• Vytvářené linkerem
• Čtené jádrem/interpretem
• Mapování na sekce
• Předdefinované programové hlavičky:
• pt.phdr: samotná hlavička
• pt.interp: interpretr (.interp)
• pt.dynamic: dynamická tabulka (.dynamic)
• pt.load: data, kód (.text, .data, . ..)
• ...
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015
14/17
Úkol
Výpis programových hlaviček O Vypište si programové hlavičky (readelf -1) O Prostudujte, jak se mapují na sekce O Podívejte se, které sekce jsou pro zápis
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015
15/17
libelf
Programové hlavičky
• Počet: int elf_getphdrnum(Elf *elf, size_t *dst)
• Hlavička: GElf_Phdr (gelf.h)
• Získání hlavičky:
GElf.Phdr *gelf_getphdr(Elf *elf, int idx, GElf.Phdr *dst)
• p.type: PT.LOAD, PT.DYNAMIC, PT.INTERP, ...
• p_of f set: offset v souboru
• p_vaddr: kde bude v paměti
• p_f ilesz: velikost v souboru
• p.memsz: velikost v paměti (po načtení)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
29. 10. 2015
16/17
Úkol
Výpis programových hlaviček
O Otevřete ELF soubor pro čtení O Vypište interpretr
• Může se hodit elf _rawf ile
O Vypište programové hlavičky
• Typ
• Offset v souboru
• Kde bude v paměti
• Velikost v souboru a v paměti
O Přeložte a vyzkoušejte
Q Porovnejte S readelf -1
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/05 29.10.2015      17/ 17