为什么 gcc 在显然不需要时会生成 PLT？

Question

考虑这段代码：

int foo();
int main() {
    foo();
    while(1){}
}

int foo()在共享 object 中实现。

使用gcc -o main main.c -lfoo -nostdlib -m32 -O2 -e main --no-pic -L./shared编译此代码会得到以下结果：

$ objdump -d ./main

./main:     file format elf32-i386


Disassembly of section .plt:

00000240 <.plt>:
 240:   ff b3 04 00 00 00       pushl  0x4(%ebx)
 246:   ff a3 08 00 00 00       jmp    *0x8(%ebx)
 24c:   00 00                   add    %al,(%eax)
    ...

00000250 <foo@plt>:
 250:   ff a3 0c 00 00 00       jmp    *0xc(%ebx)
 256:   68 00 00 00 00          push   $0x0
 25b:   e9 e0 ff ff ff          jmp    240 <.plt>

Disassembly of section .text:

00000260 <main>:
 260:   8d 4c 24 04             lea    0x4(%esp),%ecx
 264:   83 e4 f0                and    $0xfffffff0,%esp
 267:   ff 71 fc                pushl  -0x4(%ecx)
 26a:   55                      push   %ebp
 26b:   89 e5                   mov    %esp,%ebp
 26d:   51                      push   %ecx
 26e:   83 ec 04                sub    $0x4,%esp
 271:   e8 fc ff ff ff          call   272 <main+0x12>
 276:   eb fe                   jmp    276 <main+0x16>

通过以下搬迁：

$ objdump -R ./main

./main:     file format elf32-i386

DYNAMIC RELOCATION RECORDS
OFFSET   TYPE              VALUE 
00000272 R_386_PC32        foo
00001ffc R_386_JUMP_SLOT   foo

注意：

1. 代码是用--no-pic编译的，所以它不是 PIC
2. 在.text部分（ main函数）中对foo()的调用没有通过 PLT。 相反，它只是一个简单的R_386_PC32重定位，我假设它将在加载时直接重定位到foo function 的地址。 这对我来说很有意义，因为代码不是 PIC，因此无需通过 PLT 添加额外的间接。
3. 即使没有使用，PLT 仍在生成中。 那里有一个foo条目，我们甚至有一个R_386_JUMP_SLOT重定位来在加载时（PLT 指向的）在 GOT 中设置foo条目。

我的问题很简单：我没有看到代码中的任何地方都使用了 PLT，我也认为这里没有必要，那么为什么 gcc 会创建它？

Answer 1

--no-pic不像-no-pie ，它似乎是-fno-pic或-fno-pie影响代码生成但不链接的同义词。 假设您的发行版的 GCC 默认制作一个 PIE，那么您正在制作一个 PIE，因此没有转换到foo@plt的调用。

我收到 linker 警告/tmp/ccyRsNtd.o: warning: relocation against 'getpid@@GLIBC_2.0' in read-only section '.text.startup' / warning: creating DT_TEXTREL in a PIE 。 （但可执行文件确实运行，不像它是 64 位，其中call rel32不能重定位到整个地址空间。）

是的，由于某种原因， ld构建了一个未使用的 PLT 条目，但是您链接的方式完全是非标准的。

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建立 PLT 的正常原因是：

ld链接非 PIE 时，会将call foo转换为call foo@plt ，而不是在每次程序加载时都需要运行时修复的每个调用点包含文本重定位。

使用-fno-plt可以获得更高效的 asm，尤其是对于 64 位模式，即使 PIE 代码也可以直接有效地引用 GOT。

为了举一个更简单的例子，我在 libc ( getpid ) 中使用了 function 而不是自定义库。 使用gcc -fno-pie -no-pie -m32 -O2 foo.c正常编译，我得到 5-byte e8 d5 ff ff ff call rel32: call 8049040 <getpid@plt>

但是添加-fno-plt ，我得到 6-byte ff 15 f4 bf 04 08 call [disp32] - call DWORD PTR ds:0x804bff4 。 不涉及 PLT，只是用绝对地址引用的 GOT 条目。

无需运行时重定位； .text部分的这个页面可以作为可执行文件的文件支持的私有映射保持“干净”。 （运行时重定位会弄脏它，如果 kernel 想要驱逐该页面，则使其仅由交换空间支持。）

此外，它使用需要早期绑定的“普通”GOT 条目。 即使使用-nostdlib -lc和不明智的-e main而不是像普通人那样调用它_start ，这也确实有效。 由于它是一个动态链接的可执行文件，动态 linker 确实在您的入口点之前运行并设置 GOT。