GOT与GOTOFF的差异

Question

我是32位程序集的初学者，我试着将一个简单的C程序编译成程序集。除了使用GOTOFF之外，我大部分都能理解。

    .file   "main.c"
    .text
    .section    .rodata
.LC0:
    .string "Hello world"
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    leal    4(%esp), %ecx
    .cfi_def_cfa 1, 0
    andl    $-16, %esp
    pushl   -4(%ecx)
    pushl   %ebp
    .cfi_escape 0x10,0x5,0x2,0x75,0
    movl    %esp, %ebp
    pushl   %ebx
    pushl   %ecx
    .cfi_escape 0xf,0x3,0x75,0x78,0x6
    .cfi_escape 0x10,0x3,0x2,0x75,0x7c
    call    __x86.get_pc_thunk.ax
    addl    $_GLOBAL_OFFSET_TABLE_, %eax
    subl    $12, %esp
    leal    .LC0@GOTOFF(%eax), %edx     # <- Here
    pushl   %edx
    movl    %eax, %ebx
    call    puts@PLT
    addl    $16, %esp
    movl    $0, %eax
    leal    -8(%ebp), %esp
    popl    %ecx
    .cfi_restore 1
    .cfi_def_cfa 1, 0
    popl    %ebx
    .cfi_restore 3
    popl    %ebp
    .cfi_restore 5
    leal    -4(%ecx), %esp
    .cfi_def_cfa 4, 4
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   main, .-main
    .section    .text.__x86.get_pc_thunk.ax,"axG",@progbits,__x86.get_pc_thunk.ax,comdat
    .globl  __x86.get_pc_thunk.ax
    .hidden __x86.get_pc_thunk.ax
    .type   __x86.get_pc_thunk.ax, @function
__x86.get_pc_thunk.ax:
.LFB1:
    .cfi_startproc
    movl    (%esp), %eax
    ret
    .cfi_endproc
.LFE1:
    .ident  "GCC: (GNU) 9.2.0"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

为什么要使用GOTOFF？GOT的地址不是已经加载在%eax中了吗？GOT和GOTOFF有什么区别？

Answer 1

符号@GOTOFF处理变量本身，相对于GOT基(作为一个方便但任意选择的锚)。lea给出符号地址，mov给出符号处的数据。(在本例中，字符串的前几个字节。)

符号@ GOT为该符号提供GOT条目的偏移量(在GOT内)。从那里加载的mov将给出符号的地址。(获取条目由动态链接器填写)。

Why use the Global Offset Table for symbols defined in the shared library itself?有一个访问extern变量的示例，该变量会从GOT获取其地址，然后取消引用。

顺便说一下，这是与位置无关的代码。你的GCC在默认情况下是这样配置的。如果您使用-fno-pie -no-pie来制作一个传统的位置相关的可执行文件，那么您将得到一个正常有效的pushl $.LC0。(32位缺少RIP相对寻址，因此效率很低。)

在非饼类(或64位派)中，GOT几乎不被使用。主可执行文件为符号定义了空间，这样它就可以访问符号，而无需经过GOT。libc代码无论如何都会使用GOT (主要是因为64位代码中的符号插入)，因此让主可执行文件提供符号不需要花费任何费用，并且使非饼形可执行文件更快。

我们可以使用-fno-plt直接为共享库函数地址使用GOT，而不是调用PLT并让它使用GOT。

#include <stdio.h>
void foo() { putchar('\n'); }

gcc9.2 -O3 -m32 -fno-plt on Godbolt (与您的系统不同，-fno-pie是戈德波特编译器资源管理器的默认设置)。

foo():
        sub     esp, 20                  # gcc loves to waste an extra 16 bytes of stack 
        push    DWORD PTR stdout         # [disp32] absolute address
        push    10
        call    [DWORD PTR _IO_putc@GOT]
        add     esp, 28
        ret

push和call都有一个使用32位绝对地址的内存操作数.push正在从一个已知的(链接时间常数)地址加载stdout的FILE*值.(它没有文本重定位。)

call正在加载动态链接器从GOT保存的函数指针。(并直接将其加载到EIP。)