Gonagi

Dynamic Loading-2

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Dynamic Linking : 재배치 + 심볼 해석

함수 호출 시 함수 이름만 존재하는 PLT(Procedure Linkage Table)을 참조하면 해당 함수의 실제 주소가 들어 있는 GOT(Global Offset Table)로 연결되어 해당 함수 주소를 찾아가게 된다.

  • 그러나 동적 링킹 시에 GOT는 dynamic linker(ld.so) 호출 주소가 저장되어 있고, 해당 함수가 처음 호출될 때 ld.so가 실제 함수 주소를 찾아서 GOT 값을 업데이트한다. → Lazy Binding

재배치

PLT와 GOT

PLT(Procedure Linkage Table) : .plt 섹션

  • 참조할 외부 함수들의 이름을 가지고 있음
    • add, sum, printf, … 등 함수 이름을 가진 table
  • 다른 외부 라이브러리에 위치한 함수를 호출할 경우 PLT를 사용한다.

GOT(Global Offset Table) : .got.plt 섹션

  • PLT에 있는 함수들의 실제 주소를 가지고 있음
  • PLT가 어떤 외부 함수를 호출할 때 이 GOT를 참조해서 해당 주소로 점프한다.

※ .got 섹션은 재배치할 전역변수들의 주소들로 load-time에 결정된다.

Lazy Binding

  • 초기에 GOT 엔트리는 dynamic linker 호출을 위한 PLT 코드를 가리키고 있음
  • 호출된 dynamic linker 내의 _dl_runtime_reslove()를 통하여 실제 함수 주소를 찾아 GOT 값을 업데이트 한다.(Lazy Binding)
  • 이후 동일 함수에 대한 호출에 대해서는 dynamic linker 호출 없이 GOT 값을 통해 실제 함수 주소를 얻게 된다.

Dynamic Linking 실습

  • sum-d 실행파일은 add를 두번 호출한다.
  • add 함수를 실행하기 위해 PLT에 저장되어 있는 주소로 jump한다.
  • add를 호출하는 라인에 브레이크 포인트를 걸고 실행한다.
    • 첫번째 add를 실행하기 직전 상태가 된다.
  • 해당 지점에서 disassemble 했을 때
    1. 0x804a010에 들어 있는 값으로 jump한다.
      • 0x804a010에는 0x804845e가 들어 있다. → PC는 0x804845e로 jump한다.
    2. push $0x20 실행
    3. 0x08048408로 jump한다.
      • 0x08048408에는 동적 링커(Dynamic Linker, ld.so)의 이름이 위치하고 있다.
  • 0x8048408에서 다시 disassemble를 했을 때 4. pushl 0x8049ff8 실행 - $이 없으니 해당 위치에 있는 값인 0x0012d918를 stack에 넣는다. 5. 0x8049ffc에 위치한 값인 0x00122a80으로 jump한다. - 메모리에 적재된 실제 동적 링커(ld.so) 주소가 위치하고 있다.
  • 0x00122a80으로 jump하면 _dl_runtime_resolve가 실행된다. 6. _dl_fixup(실제 함수 주소를 찾고 GOT를 업데이트하는 함수)가 실행된다.
  • 라이브러리에 있는 add에 브레이크 포인트를 걸고 실행한다.
  • 메모리 내 add 함수의 실제 위치는 0x0012f41c이다.
  • finish 실행 → (현재 함수의 실행을 끝내고, 해당 함수가 return하는 시점까지 실행한 뒤 멈춘다.)

  1. 두번째 add 함수를 호출한다.

  2. 이전과 동일하게 0x804a010에 저장된 값으로 점프한다.

    • 해당 값에는 0x0012f41c, 라이브러리 내 실제 add 함수가 위치한 곳이라는 것을 확인할 수 있다.

심볼 해석

.dynsym, .dynstr, .rel.plt

Dynamic Symbol Table: .dynsym 섹션

  • 심볼 이름, offset, 크기, 바인딩 정보 등이 저장되어 있다.(add, sub, printf 같은 함수 이름이 몇번째 항목인지, 해당 함수의 라이브러리 내부에서 offset(상대 주소)는 얼마인지)

Dynamic String Table: .dynstr 섹션

  • .dynsym의 항목이 가리키는 문자열 데이터(심볼 이름)이 저장되어 있다.
    • 심볼 이름 : Dynamic String Table(dynstr)의 인덱스
    • 1 엔트리 크기 == 16 바이트

Relocation for PLT : .rel.plt 섹션

  • PLT를 사용하는 함수 호출을 위해 재배치 정보가 있다.
    • 어떤 GOT 슬롯을 수정해야 하는지, 어떤 dynsym에서 찾아야 하는지 알려준다.

sum-d의 재배치 정보

  • add함수의 실제 주소는 0x0804a010이다.
  • Info의 상위 3바이트는 .dynsym에서 몇번째 심볼인지를 나타낸다.
  • Info의 하위 1바이트는 Relocation 타입으로 어떤 방식으로 재배치 할지를 나타낸다.

sum-d와 libcalc.so의 심볼 정보

  • sum-d(실행파일)

    • 내부에서 add()를 호출하지만 주소는 모르는 상태이다.
      • dynamic symbol table의 add 함수가 UND(Undefined) 상태 이다.

  • libcalc.so(내가 만든 동적 라이브러리)

    • add함수는 0x0000041c에 위치하고 있다.(상대 위치)

정리

  1. sum-d는 실행파일이고, 내부에서 add()를 호출하지만 주소는 모른다.
    • 그래서 .dynsym 심볼 테이블에 UND (undefined) 상태로 존재하고 있다.
  2. sum-d를 실행하던 중, 동적 링커(ld.so)가 이 심볼을 해석(resolution)한다.
  3. 해석 과정에서 libcalc.so에 있는 add()를 찾고, 그 오프셋 값이 0x0000041c임을 확인한다.
    • 공유 라이브러리의 .dynsym에 strcmp해서 일치하는 심볼이 없는 경우 다른 라이브러리로 이동한다.
  4. 메모리에서 로딩된 실제 주소(Base Address, 0x0012f000)와 해당 오프셋을 더해서 최종 주소 0x0012f41c를 계산한다.

출처

  • 숭실대학교 이정현 교수님 시스템 보안

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