ELFに蔓延るNULL三姉妹

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1. ELFに蔓延る null三姉妹 Drumato
2. 最近やっていること
3. 最近やっていること
4. 前提知識 ･セクション → ELFにおける論理的単位 ･機械語列を格納するセクション→ .text ･データを格納するセクション → .data ･シンボル → 高水準言語で扱うメモリに対応した名前 ･変数･定数･関数等々がシンボルに対応する
5. 前提知識 ･セクションヘッダ → セクションに対応するヘッダ情報 ･セクションとセクションヘッダは一対一で必ず存在 ･シンボルテーブル→シンボルについての情報を格納した配列 ･シンボルはただのメモリアドレスのエイリアス ･可視性やメモリ/ファイル上のサイズはこのテーブルに
6. 本題
7. ELFバイナリに潜む 3つの NULL
8. 適当に書いたCプログラムを 適当にコンパイル& アセンブルしてみる
9. セクションヘッダテーブルの一部
10. セクションヘッダテーブルの一部
11. ◦長女: NULLセクションヘッダ
12. アセンブラ実装中の私
13. ん? gccはNULLセクションを 吐いておるけ お気持ち →｢GNU ldでリンク出来る 最低限必要なセクションは何か?｣ .text → 勿論必要 .shstrtab →これもマスト .symtab → 無いとエントリポイント(関数)を 指定できないなあ .strtab → mainシンボルがどれか教えないと
14. こんなんいらんだろ! .text,.symtab,.shstrtab,.strtab だけのバイナリ作っちゃろ
15. ところで… 各シンボルは自身の所属するセクションを Elf64_Sym.st_ndxというメンバで指定する これは非符号付き16bit整数を用いている｡
16. 私｢あたしゃNULLセクションヘッダ なんて用意無いんだよ!｣ セクション列の先頭(.text)を示す0を mainシンボルのst_shndxに設定 うきうきでシンボルテーブルをダンプすると…
18. 理由は､ Elf64_Sym.st_shndxにおいて0が ｢実体の定義されていないシンボル｣を 示すように予約されているから
19. 私｢なるほど､だからNULLセクション ヘッダが必要なのか…｣
20. 私｢でもNULLセクションヘッダに 対応するセクションってどうする?｣
21. ◦次女: NULLセクション
22. 要は ｢サイズ0のセクションがある｣ ということにしてしまえばいい という考え方
23. NULLセクションヘッダ→ 全てのメンバが0の ヘッダが確かに存在する (64bitバイナリなら 0x40bytes) NULLセクション→ 1bitも存在しないけどある事にする NULLセクションヘッダを作れば 自動的にNULLセクションが存在することになる
24. おぉー､バイナリフォーマットっぽい キモい仕様だ
25. ま､これ以上キモい仕様はないだろ
26. 待ていっ!
27. その声はっ…!
28. ◦ラスボス: NULLシンボル
30. 実体の定義と参照を関連付ける為 に必要な｢再配置情報｣
31. それには｢再配置テーブル｣が必要
32. ところで… 再配置時アドレス補填の対象となるシンボルを Elf64_Rela.r_infoというメンバの 上位32ビットで表す｡ これは非符号付き64bit整数を用いている｡
33. 私｢あたしゃNULLシンボルなんて用意無いんだよ!｣ Elf64_Rela.r_infoの上位32ビットに シンボルテーブルの先頭である0(main)を格納 うきうきで再配置テーブルをダンプすると(以下略
34. 詳細は省略
35. 結論
36. バイナリにはこういう事 が多い
37. え?詳細を知りたい?
38. 本を買って､ 買ってください!