リンクして実行形式ファイルを生成するとたくさんのセクションが配置されますよね。(形式によるか。。)
そのなかの
.text
.data
.bss
.rodata
上記の中の上からのセクションからアドレス0x00000000へマップする前提でリンクさせたいです。
つまり、
.text size = 10
.data size = 10
.bss size = 10
.rodata size = 10
だとしたら
.textセクションがアドレス0x0000
.dataセクションがアドレス0x0000 + 10
.bssセクションがアドレス0x0000 + 10 * 2
.rodataセクションがアドレス0x0000 + 10 *3
から配置されるという前提でリンクさせたいです。
(このあと各セクションをobjcopyで取り出しつなげることでrawバイナリにして使います。
これで作ったrawバイナリプログラムはアドレス0x0000からマップしてあげればうごくはず。。)
void main(void){}
gcc -O0 -m32 -Wl,-static -nostdlib test.c -T リンカスクリプトファイル名
動的リンクさせると実行時リンカ?とかのせいでセクション増えてややこしくなるので静的にリンクさせます。
スタートアップルーチン、標準ライブラリは使わないので-nostdlibで禁止にさせる。
リンクスクリプトはコマンド ld --verboseで取得します。
リンカスクリプトにてエントリポイントが_startに設定されているのでmainに書き換えます。
(実行環境によるみたいですが私のCentOSだと
_start()→__libc_start_main()→main()の順番で呼ばれる)
これでコンパイル&リンクができるようになります。
では、、、
ld --verboseで取得したリンカスクリプトを改造していきます。
やりたいこと
1: .text,:data,:bss,:rodataセクションが前からアドレス0からマップされる前提でリンクさせたい。
逆にこれら以外のセクションはいらないのでそのように設定します。
こちらが設定後のファイル(長いので一部)
ENTRY(main)
SEARCH_DIR("=/usr/x86_64-redhat-linux/lib64"); SEARCH_DIR("=/usr/lib64"); SEARCH_DIR("=/usr/local/lib64"); SEARCH_DIR("=/lib64"); SEARCH_DIR("=/usr/x86_64-redhat-linux/lib"); SEARCH_DIR("=/usr/local/lib"); SEARCH_DIR("=/lib"); SEARCH_DIR("=/usr/lib");
SECTIONS
{
/* Read-only sections, merged into text segment: */
PROVIDE (__executable_start = SEGMENT_START("text-segment", 0x000000)); . = SEGMENT_START("text-segment", 0x000000);
.interp : {}
.note.gnu.build-id : {}
.hash : { }
.gnu.hash : { }
.dynsym : { }
.dynstr : { }
.gnu.version : { }
.gnu.version_d : { }
.gnu.version_r : {}
.rela.dyn :{}
.rela.plt :{ }
.init :
{
}
.plt : { }
.plt.got : { }
.plt.sec : { }
.text :
{
*(.text.unlikely .text.*_unlikely .text.unlikely.*)
*(.text.exit .text.exit.*)
*(.text.startup .text.startup.*)
*(.text.hot .text.hot.*)
*(.text .stub .text.* .gnu.linkonce.t.*)
/* .gnu.warning sections are handled specially by elf32.em. */
*(.gnu.warning)
}
.fini : {}
/*PROVIDE (__etext = .);
PROVIDE (_etext = .);
PROVIDE (etext = .);*/
.rodata : { *(.rodata .rodata.* .gnu.linkonce.r.*) }
.rodata1 : { *(.rodata1) }
.eh_frame_hdr : { }
.eh_frame : ONLY_IF_RO { }
.gcc_except_table : ONLY_IF_RO { }
.gnu_extab : ONLY_IF_RO { *(.gnu_extab*) }
/* These sections are generated by the Sun/Oracle C++ compiler. */
.exception_ranges : ONLY_IF_RO { *(.exception_ranges
.exception_ranges*) }
/* Adjust the address for the data segment. We want to adjust up to
the same address within the page on the next page up. */
. = DATA_SEGMENT_ALIGN (CONSTANT (MAXPAGESIZE), CONSTANT (COMMONPAGESIZE));
/* Exception handling */
// .eh_frame : ONLY_IF_RW { KEEP (*(.eh_frame)) *(.eh_frame.*) }
// .gnu_extab : ONLY_IF_RW { *(.gnu_extab) }
// .gcc_except_table : ONLY_IF_RW { *(.gcc_except_table .gcc_except_table.*) }
// .exception_ranges : ONLY_IF_RW { *(.exception_ranges .exception_ranges*) }
/* Thread Local Storage sections */
.tdata : { *(.tdata .tdata.* .gnu.linkonce.td.*) }
.tbss : { *(.tbss .tbss.* .gnu.linkonce.tb.*) *(.tcommon) }
.preinit_array :
{
PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_start = .);
KEEP (*(.preinit_array))
PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_end = .);
}
.init_array :
{
PROVIDE_HIDDEN (__init_array_start = .);
KEEP (*(SORT_BY_INIT_PRIORITY(.init_array.*) SORT_BY_INIT_PRIORITY(.ctors.*)))
KEEP (*(.init_array EXCLUDE_FILE (*crtbegin.o *crtbegin?.o *crtend.o *crtend?.o ) .ctors))
PROVIDE_HIDDEN (__init_array_end = .);
}
.fini_array :
{
PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_start = .);
KEEP (*(SORT_BY_INIT_PRIORITY(.fini_array.*) SORT_BY_INIT_PRIORITY(.dtors.*)))
KEEP (*(.fini_array EXCLUDE_FILE (*crtbegin.o *crtbegin?.o *crtend.o *crtend?.o ) .dtors))
PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_end = .);
}
.ctors :
{
}
.dtors :
{
KEEP (*crtbegin.o(.dtors))
KEEP (*crtbegin?.o(.dtors))
KEEP (*(EXCLUDE_FILE (*crtend.o *crtend?.o ) .dtors))
KEEP (*(SORT(.dtors.*)))
KEEP (*(.dtors))
}
.jcr : { KEEP (*(.jcr)) }
.data.rel.ro : { }
.dynamic : { }
.got : { }
/* . = DATA_SEGMENT_RELRO_END (SIZEOF (.got.plt) >= 24 ? 24 : 0, . );*/
.got.plt : { *(.got.plt) *(.igot.plt) }
.data :
{
*(.data .data.* .gnu.linkonce.d.*)
SORT(CONSTRUCTORS)
}
.data1 : { *(.data1) }
_edata = .; PROVIDE (edata = .);
. = .;
__bss_start = .;
.bss :
{
*(.dynbss)
*(.bss .bss.* .gnu.linkonce.b.*)
*(COMMON)
/* Align here to ensure that the .bss section occupies space up to
_end. Align after .bss to ensure correct alignment even if the
.bss section disappears because there are no input sections.
FIXME: Why do we need it? When there is no .bss section, we don't
pad the .data section. */
. = ALIGN(. != 0 ? 64 / 8 : 1);
}
例).gnu.hash : { }
いらないセクションはリンク時に無視するように設定しました。
こんな感じでできるだけ削っています。
では、先程提示したコマンドを使ってコンパイル&リンクしてreadelfで
各セクションを見てきます。
[root@localhost sample]# readelf -S a.out
There are 12 section headers, starting at offset 0x200360:
セクションヘッダ:
[番] 名前 タイプ アドレス オフセット
サイズ EntSize フラグ Link 情報 整列
[ 0] NULL 0000000000000000 00000000
0000000000000000 0000000000000000 0 0 0
[ 1] .text PROGBITS 0000000000000024 00200024
0000000000000007 0000000000000000 AX 0 0 1
[ 2] .rodata PROGBITS 000000000000002c 0020002c
0000000000000004 0000000000000000 A 0 0 4
[ 3] .data PROGBITS 0000000000200080 00200080
0000000000000004 0000000000000000 WA 0 0 4
[ 4] .bss NOBITS 0000000000200084 00200084
0000000000000004 0000000000000000 WA 0 0 4
[ 5] .comment PROGBITS 0000000000000000 00200084
000000000000002c 0000000000000001 MS 0 0 1
[ 6] .eh_frame PROGBITS 0000000000000048 00200048
0000000000000038 0000000000000000 A 0 0 8
[ 7] .note.gnu.build-i NOTE 0000000000000000 00200000
0000000000000024 0000000000000000 A 0 0 4
[ 8] .eh_frame_hdr PROGBITS 0000000000000030 00200030
0000000000000014 0000000000000000 A 0 0 4
[ 9] .symtab SYMTAB 0000000000000000 002000b0
00000000000001e0 0000000000000018 10 15 8
[10] .strtab STRTAB 0000000000000000 00200290
0000000000000064 0000000000000000 0 0 1
[11] .shstrtab STRTAB 0000000000000000 002002f4
0000000000000068 0000000000000000 0 0 1
Key to Flags:
W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),
L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),
C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),
l (large), p (processor specific)
(前提が長くなりました すみません。。。)
ここから質問です。
1:
readelfの表示で出ている”アドレス”とはそのセクションが配置されるべきアドレスですよね。
.textセクションのアドレスには0x24と書かれてます。
これはtextセクションをアドレス0x24から配置しないといけないものだと思われますが
なぜ0x00ではなく0x24になっているのですか?
.textセクションより前に定義されているnullセクションやらのサイズは0となっています。
ならば、.textの配置アドレスが0となるべきなのでは、、、と思ったのですが
(nullが実際にメモリにマップするセクションなのかよく知りませんが、、、)
2:bssセクションのアドレスが0x20000になっていますが
なんでいきなりぶっとんだ場所になっているのでしょう?
(リンカスクリプトでそのようにするような設定がある?)
3:
.textと.rodataの開始アドレス
.text 0x24
.rodata 0x2c
.textのサイズが7だから0x24 + 7 = 0x2B。。。
0x2cになりませんね。この謎の1バイトの差はなんですか?
どうしても分からないので教えていただけると大変たすかります。