関数の動的書き換え（２）
前回は、関数の動的書き換えを行うプログラムを実行したところ、書き込み禁止領域に対して書き込もうとするため保護違反が発生し、プログラムはSIG_SEGVで終了しました。
そこで、func1()が.textセクションではなく、.dataセクションに配置されるように、リンカスクリプトを修正してみます。
リンカスクリプトの編集
GNU ldでは、コマンド実行時にリンカスクリプトを指定しない場合、ldに組み込みのリンカスクリプトが参照されます。「ld --verbose」で、素の内容を出力できます。$ ld --verbose
GNU ld (GNU Binutils for Ubuntu) 2.23.2
サポートされているエミュレーション:
elf_i386
i386linux
elf32_x86_64
elf_x86_64
elf_l1om
elf_k1om
内部リンカスクリプトを使用しています:
==================================================
/* Script for -z combreloc: combine and sort reloc sections */
OUTPUT_FORMAT("elf32-i386", "elf32-i386",
"elf32-i386")
OUTPUT_ARCH(i386)
ENTRY(_start)
SEARCH_DIR("/usr/i686-linux-gnu/lib32"); SEARCH_DIR("=/usr/local/lib32"); SEARCH_DIR("=/lib32"); SEARCH_DIR("=/usr/lib32"); SEARCH_DIR("=/usr/local/lib/i386-linux-gnu"); SEARCH_DIR("=/usr/local/lib"); SEARCH_DIR("=/lib/i386-linux-gnu"); SEARCH_DIR("=/lib"); SEARCH_DIR("=/usr/lib/i386-linux-gnu"); SEARCH_DIR("=/usr/lib");
SECTIONS
{
/* Read-only sections, merged into text segment: */
PROVIDE (__executable_start = SEGMENT_START("text-segment", 0x08048000)); . = SEGMENT_START("text-segment", 0x08048000) + SIZEOF_HEADERS;
.interp : { *(.interp) }
.note.gnu.build-id : { *(.note.gnu.build-id) }
.hash : { *(.hash) }
.gnu.hash : { *(.gnu.hash) }
.dynsym : { *(.dynsym) }
.dynstr : { *(.dynstr) }
.gnu.version : { *(.gnu.version) }
.gnu.version_d : { *(.gnu.version_d) }
.gnu.version_r : { *(.gnu.version_r) }
.rel.dyn :
{
*(.rel.init)
*(.rel.text .rel.text.* .rel.gnu.linkonce.t.*)
*(.rel.fini)
*(.rel.rodata .rel.rodata.* .rel.gnu.linkonce.r.*)
*(.rel.data.rel.ro .rel.data.rel.ro.* .rel.gnu.linkonce.d.rel.ro.*)
*(.rel.data .rel.data.* .rel.gnu.linkonce.d.*)
*(.rel.tdata .rel.tdata.* .rel.gnu.linkonce.td.*)
*(.rel.tbss .rel.tbss.* .rel.gnu.linkonce.tb.*)
*(.rel.ctors)
*(.rel.dtors)
*(.rel.got)
*(.rel.bss .rel.bss.* .rel.gnu.linkonce.b.*)
*(.rel.ifunc)
}
.rel.plt :
{
*(.rel.plt)
PROVIDE_HIDDEN (__rel_iplt_start = .);
*(.rel.iplt)
PROVIDE_HIDDEN (__rel_iplt_end = .);
}
.init :
{
KEEP (*(SORT_NONE(.init)))
}
.plt : { *(.plt) *(.iplt) }
.text :
{
*(.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 :
{
KEEP (*(SORT_NONE(.fini)))
}
PROVIDE (__etext = .);
PROVIDE (_etext = .);
PROVIDE (etext = .);
.rodata : { *(.rodata .rodata.* .gnu.linkonce.r.*) }
.rodata1 : { *(.rodata1) }
.eh_frame_hdr : { *(.eh_frame_hdr) }
.eh_frame : ONLY_IF_RO { KEEP (*(.eh_frame)) }
.gcc_except_table : ONLY_IF_RO { *(.gcc_except_table
.gcc_except_table.*) }
/* 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. */
. = ALIGN (CONSTANT (MAXPAGESIZE)) - ((CONSTANT (MAXPAGESIZE) - .) & (CONSTANT (MAXPAGESIZE) - 1)); . = DATA_SEGMENT_ALIGN (CONSTANT (MAXPAGESIZE), CONSTANT (COMMONPAGESIZE));
/* Exception handling */
.eh_frame : ONLY_IF_RW { KEEP (*(.eh_frame)) }
.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))
KEEP (*(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))
KEEP (*(EXCLUDE_FILE (*crtbegin.o *crtbegin?.o *crtend.o *crtend?.o ) .dtors))
PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_end = .);
}
.ctors :
{
/* gcc uses crtbegin.o to find the start of
the constructors, so we make sure it is
first. Because this is a wildcard, it
doesn't matter if the user does not
actually link against crtbegin.o; the
linker won't look for a file to match a
wildcard. The wildcard also means that it
doesn't matter which directory crtbegin.o
is in. */
KEEP (*crtbegin.o(.ctors))
KEEP (*crtbegin?.o(.ctors))
/* We don't want to include the .ctor section from
the crtend.o file until after the sorted ctors.
The .ctor section from the crtend file contains the
end of ctors marker and it must be last */
KEEP (*(EXCLUDE_FILE (*crtend.o *crtend?.o ) .ctors))
KEEP (*(SORT(.ctors.*)))
KEEP (*(.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 : { *(.data.rel.ro.local* .gnu.linkonce.d.rel.ro.local.*) *(.data.rel.ro .data.rel.ro.* .gnu.linkonce.d.rel.ro.*) }
.dynamic : { *(.dynamic) }
.got : { *(.got) *(.igot) }
. = DATA_SEGMENT_RELRO_END (SIZEOF (.got.plt) >= 12 ? 12 : 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 ? 32 / 8 : 1);
}
. = ALIGN(32 / 8);
. = ALIGN(32 / 8);
_end = .; PROVIDE (end = .);
. = DATA_SEGMENT_END (.);
/* Stabs debugging sections. */
.stab 0 : { *(.stab) }
.stabstr 0 : { *(.stabstr) }
.stab.excl 0 : { *(.stab.excl) }
.stab.exclstr 0 : { *(.stab.exclstr) }
.stab.index 0 : { *(.stab.index) }
.stab.indexstr 0 : { *(.stab.indexstr) }
.comment 0 : { *(.comment) }
/* DWARF debug sections.
Symbols in the DWARF debugging sections are relative to the beginning
of the section so we begin them at 0. */
/* DWARF 1 */
.debug 0 : { *(.debug) }
.line 0 : { *(.line) }
/* GNU DWARF 1 extensions */
.debug_srcinfo 0 : { *(.debug_srcinfo) }
.debug_sfnames 0 : { *(.debug_sfnames) }
/* DWARF 1.1 and DWARF 2 */
.debug_aranges 0 : { *(.debug_aranges) }
.debug_pubnames 0 : { *(.debug_pubnames) }
/* DWARF 2 */
.debug_info 0 : { *(.debug_info .gnu.linkonce.wi.*) }
.debug_abbrev 0 : { *(.debug_abbrev) }
.debug_line 0 : { *(.debug_line) }
.debug_frame 0 : { *(.debug_frame) }
.debug_str 0 : { *(.debug_str) }
.debug_loc 0 : { *(.debug_loc) }
.debug_macinfo 0 : { *(.debug_macinfo) }
/* SGI/MIPS DWARF 2 extensions */
.debug_weaknames 0 : { *(.debug_weaknames) }
.debug_funcnames 0 : { *(.debug_funcnames) }
.debug_typenames 0 : { *(.debug_typenames) }
.debug_varnames 0 : { *(.debug_varnames) }
/* DWARF 3 */
.debug_pubtypes 0 : { *(.debug_pubtypes) }
.debug_ranges 0 : { *(.debug_ranges) }
/* DWARF Extension. */
.debug_macro 0 : { *(.debug_macro) }
.gnu.attributes 0 : { KEEP (*(.gnu.attributes)) }
/DISCARD/ : { *(.note.GNU-stack) *(.gnu_debuglink) *(.gnu.lto_*) }
}
==================================================今回は、このリンカスクリプトを流用するため、適当にviでファイルを新規作成し、そこに上の内容をコピペで貼り付けます。
リンカスクリプトを、以下のように修正します。.textセクションが属するセクションを、.textから.dataに変更しました。
$ diff original.lds sample.lds 54c54,55 < *(.text .stub .text.* .gnu.linkonce.t.*) --- > /*DEL*//* *(.text .stub .text.* .gnu.linkonce.t.*) */ > /*ADD*/ *(.stub .text.* .gnu.linkonce.t.*) 143c144,145 < *(.data .data.* .gnu.linkonce.d.*) --- > /*DEL*//* *(.data .data.* .gnu.linkonce.d.*) */ > /*ADD*/ *(.text .data .data.* .gnu.linkonce.d.*)
コンパイルとプログラムの実行
「-T」オプションでリンカスクリプトを指定して、コンパイルします。$ gcc overwrite.c -o overwrite -Wall -g -T ./sample.lds
nmコマンドで確認すると、TEXTセグメントに配置されていた関数群が、DATAセグメントに配置されています。
$ nm ./overwrite （中略） 0804a110 D func1 0804a122 D func2 0804a134 D func3 0804a146 D main
プログラムを実行すると、SIG_SEGVで終了せずに、想定通りのvalueの値を出力してくれました。
$ ./overwrite value = 6 value = 7
以上で、関数を動的に書き換えることに成功しました。リンカスクリプトを利用すれば、C言語の守備範囲だけでは不可能なこともできてしまうです。
