第七章家庭作业——符号解析,重定位绝对引用,重定位相对引用

   日期:2020-05-19     浏览:142    评论:0    
核心提示:分析过程如下:① buf由关键字extend引入,是外部变量,swap.o.symtab条目中会存放由其他模块定义并被模块 m 引用的全局符号,这个外部是指的main.o,查看CSAPP前面的main.c代码可以发现buf是已经被初始化的全局变量,因此保存在节.data中② bufp0是定义在全局的已初始化变量,因此会被swap.o.symtab条目存放;它在swap.o中定义,存放于.data节③ bufp1是带static属性的静态未初始化全局变量,因此会被swap.o.symtab条目存放;由.

题一:符号解析


考察可重定位目标文件各个节的内容,本质分类,那就分类:

内容
.text 已编译程序的机器代码,函数
.data 已初始化的全局 C 变量,包括已初始化的extend,带static 属性的本地变量,不带static的全局变量
.bss 未初始化的全局 C 变量,包括未初始化的不带static的全局变量,带static 属性的本地变量
  • 注意带有static属性的变量或函数都被认为是本地变量或函数Local
symtab . m 定义并能被其他模块引用的全局符号:全局函数和变量 ...... 由其他模块定义并被模块 m 引用的全局符号:extend........ 只被模块 m 定义和引用的本地符号,包括带static属性的本地变量或函数..........

分析过程如下:
① buf由关键字extend引入,是外部变量,swap.o.symtab条目中会存放由其他模块定义并被模块 m 引用的全局符号,这个外部是指的main.o,查看CSAPP前面的main.c代码可以发现buf是已经被初始化的全局变量,因此保存在节.data中
② bufp0是定义在全局的已初始化变量,因此会被swap.o.symtab条目存放;它在swap.o中定义,存放于.data节
③ bufp1是带static属性的静态未初始化全局变量,因此会被swap.o.symtab条目存放;由于它只能在模块内使用,因此属于local类型变量。它在swap.o中定义,存放于.bss节
④ swap是非静态的全局函数,定义在swap.o中,并且会被swap.o.symtab条目存放,函数存放在.text代码节
⑤ temp是局部变量,不会被Swap.o.symtab条目存放;局部 C 变量在运 行时保存在栈中,既不出现在 .data 节中,也不出现在 .bss 节中
⑥ incr是带有static属性的本地函数符号,会被Swap.o.symtab条目存放,类型为本地,存放在text中
⑦ count是带有static属性的一已初始化静态局部变量,会被Swap.o.symtab条目存放,类型为本地,由于已经初始化,因此保存在.data中。

符号 Swap.o.symtab条目 符号类型 定义符号的模块
buf extend main.o .data
bufp0 global swap.o .data
bufp1 local swap.o .bss
swap global swap.o .text
temp ----- ------ ------
incr local swap.o .text
count Local swap.o .data

除了以上的逐个分析方法之外,还可以通过READELF工具查看,如图:

linux> gcc -c 7.6.c 
linux> readelf -a 7.6.o

题二 重定位绝对引用


这道题我在网上看了解答,基本上所有的答案都认为存储器的地址是指的运行时PC的位置,存储器的值是符号的地址。但是这和书上P464页的绝对引用处理有些出入,仍需要更深入的思考:
① 在line3出现符号bufp0,对应到图7-10是15行,看到汇编指令 mov 0x804945c,%edx得到运行时存储器的值是0x0804945C,运行时存储器的是地址是0x80483C9+2=0x080483CB
② 在line5的重定向buf[1],对应到图7-10是16行,运行时存储器的是地址是0x80483CF+1=0x80483D0,看到汇编指令 mov 0x8049458,%eax得到存储器的值是
0x8049458
③ 在line10的重定向bufp1,对应到图7-10是18行,运行时存储器的是地址是0x080483D6+2=0x80483D8,看到机器指令c7 05 48 95 04 08 58得到存储器的值是0x8049548
④ 在line11的重定向buf[1],对应到图7-10是18行,运行时存储器的是地址是0x080483D6+2+4=0x80483DC,看到机器指令c7 05 48 95 04 08 58 94 04 08得到存储器的值是0x08049458
⑤ 在line16的重定向bufp1,对应到图7-10是23行,运行时存储器的是地址是0x080483E6+1=0x80483E7,看到汇编指令mov 0x8049548,%eax得到存储器的值是0x8049548

符号 行号 运行时存储器地址
bufp0 15 0x080483CB 0x0804945C
buf[1] 16 0x80483D0 0x08049458
bufp1 18 0x080483D8 0x08049548
buf[1] 18 0x080483DC 0x08049458
bufp1 23 0x080483E7 0x08049548

题三:重定位相对引用



A:.text节共有三处需要重定位。
① Line12:可以看到在line12 call 指令调用函数,由于调用函数,由PC计算被调用函数的位置,因此需要重定位。节偏移为0x12,重定位为PC 相对引用类型R386_PC32
② Line14:在line14行将0x0存放在%eax,但是由于全局变量x被存放在了绝对地址中,因此对于x的引用也需要重定位。0x0需要被重定位为绝对地址。可以直接查看左侧可重定向的运行地址是18,加上机器指令a1,所有节偏移为0x19,重定位为绝对引用类型R_386_32
③ Line17:在line17 call 指令调用函数,由于调用函数,由PC计算被调用函数的位置,因此需要重定位。节偏移为0x21,重定位为PC相对引用类型R_386_PC32

行号 符号名字 节偏移 重定位类型
12 P3 0x12 R_386_PC32(相对)
14 Xp 0x19 R_386_32(绝对)
17 p2 0x21 R_386_PC32(相对)

B:由于x符号不是引用符号所以不需要被重定位,而xp需要被重定位为x的地址。因此,其节偏移为0x4,类型为绝对类型。

行号 符号名字 节偏移 重定位类型
12 x 0x4 R_386_32(绝对)
 
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