Linux动态链接之GOT与PLT
我们知道函数名就是一个内存地址，这个地址指向函数的入口。调用函数就是压入参数，保存返回地址，然后跳转到函数名指向的代码。问题是，如果函数在共享库中，共享库加载的地址本身就不确定，函数地址也就不确定了，那如何调用共享库中的函数呢？这就是本文要回答的。
我们先来看一小段代码(test.c)：
#include <stdio.h>
void hello_world(void)
{
printf("Hello world!\n");
return;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
hello_world();
return 0;
}
编译并反汇编：
gcc -g test.c -o test
objdump -S test
void hello_world(void)
{
80483b4: 55 push %ebp
80483b5: 89 e5 mov %esp,%ebp
80483b7: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
printf("Hello world!\n");
80483ba: c7 04 24 b4 84 04 08 movl $0x80484b4,(%esp)
80483c1: e8 2a ff ff ff call 80482f0 <puts@plt>
return;
}
80483c6: c9 leave
80483c7: c3 ret
080483c8 <main>:
int main(int argc, char* argv[])
{
80483c8: 8d 4c 24 04 lea 0x4(%esp),%ecx
80483cc: 83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
80483cf: ff 71 fc pushl -0x4(%ecx)
80483d2: 55 push %ebp
80483d3: 89 e5 mov %esp,%ebp
80483d5: 51 push %ecx
80483d6: 83 ec 04 sub $0x4,%esp
hello_world();
80483d9: e8 d6 ff ff ff call 80483b4 <hello_world>
return 0;
80483de: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
}
调用hello_world时，汇编代码对应于call 80483b4 <hello_world>，这是个绝对地址。hello_world是在可执行文件中，可执行文件是加载到一个固定地址的，因此hello_world的地址是确定的。
调用printf时，汇编代码对应于call 80482f0 <puts@plt>，这是个绝对地址。但函数名却是puts@plt，这是怎么回事呢？puts@plt显然是编译器加的一个中间函数，我们看一下这个函数对应的汇编代码：
080482f0 <puts@plt>:
80482f0: ff 25 2c 96 04 08 jmp *0x804962c
80482f6: 68 10 00 00 00 push $0x10
80482fb: e9 c0 ff ff ff jmp <_init+0x30>
现在我们用调试器分析一下：
gdb test
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0×80483d9: file test.c, line 12.
(gdb) r
Starting program: /root/test/plt/test
Breakpoint 1, main () at test.c:12 12 hello_world();
puts@plt先跳到*0×804962c，我们看看*0×804962c里有什么？
(gdb) x 0×804962c 0×804962c <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+20>: 0×080482f6
*0×804962c等于0×080482f6，这正是puts@plt中的第二行汇编代码的地址。也就是说puts@plt整个函数会顺序执行，直到跳转到0×80482c0.
再来看看0×80482c0处有什么，通过汇编可以看到：
ff 25 20 96 04 08 jmp *0×8049620
又跳到了*0×8049620，转的弯真多，没关系，我们再看*0×8049620：
(gdb) x 0×8049620 0×8049620 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+8>: 0×009ce4c0
(gdb) x /wa 0×009ce4c0 0×9ce4c0 <_dl_runtime_resolve>: 0×8b525150
原来转来转去就是为了调用函数_dl_runtime_resolve， _dl_runtime_resolve的功能就是找到要调用函数(puts)的地址。
为什么不直接调用_dl_runtime_resolve，而要转这么多圈子呢？
先执行完这个函数hello_world：
(gdb) n
再回头来看看puts@plt的第一行代码：
80482f0: ff 25 2c 96 04 08 jmp *0×804962c
(gdb) x 0×804962c 0×804962c <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+20>: 0xa39a60 <puts>
对比前面的:
(gdb) x 0×804962c 0×804962c <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+20>: 0×080482f6
也就是说第一次执行时，通过_dl_runtime_resolve解析到函数地址，并保存puts的地址到0×804962c里，以后执行时就直接调用了。
转自：http://apps.hi.baidu.com/share/detail/24654313
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/*如果是第一次的函数调用，它所走的路线就是我在上图中用红线标出的，而要是在第二次以后调用，那就是蓝线所标明的。*/
最后我们讨论ELF文件的动态连接机制。每一个外部定义的符号在全局偏移表 (Global Offset Table GOT)中有相应的条目,如果符号是函数则在过程连接表(Procedure Linkage Table PLT)中也有相应的条目，且一个PLT条目对应一个GOT条目。对外部定义函数解析可能是整个ELF文件规范中最复杂的，下面是函数符号解析过程的一个 描述。
1：代码中调用外部函数func,语句形式为call 0xaabbccdd,地址0xaabbccdd实际上就是符号func在PLT表中对应的条目地址（假设地址为标号.PLT2）。
2：PLT表的形式如下
.PLT0: pushl 4(%ebx) /* GOT表的地址保存在寄存器ebx中 */
jmp *8(%ebx)
nop; nop
nop; nop
.PLT1: jmp *name1@GOT(%ebx)
pushl $offset
jmp .PLT0@PC
.PLT2: jmp *func@GOT(%ebx)
pushl $offset
jmp .PLT0@PC
3：查看标号.PLT2的语句,实际上是跳转到符号func在GOT表中对应的条目。
4：在符号没有重定位前，GOT表中此符号对应的地址为标号.PLT2的下一条语句，即是pushl $offset，其中$offset是符号func的重定位偏移量。注意到这是一个二次跳转。
5：在符号func的重定位偏移量压栈后,控制跳到PLT表的第一条目（.PLT0），把GOT[1]的内容（放置了用来标识特定库的代码）压栈，并跳转到GOT[2]对应的地址。
6：GOT[2]对应的实际上是动态符号解析函数的代码，在对符号func的地址解析后，会把func在内存中的地址设置到GOT表中此符号对应的条目中。
7：当第二次调用此符号时，GOT表中对应的条目已经包含了此符号的地址，就可直接调用而不需要利用PLT表进行跳转。
动态连接是比较复杂的，但为了获得灵活性的代价通常就是复杂性。其最终目的是把GOT表中条目的值修改为符号的真实地址，这也可解释节.got包含在可读可写段中。
转自：http://hi.baidu.com/j_fo/blog/item/4c27d2a2dbd495aecbefd0d1.html
