为什么 gcc 在显然不需要时生成 PLT？

Question

考虑这段代码：

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

int foo()在共享对象中实现。

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对话框：

$ 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   [=11=]x0
 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    [=11=]xfffffff0,%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    [=11=]x4,%esp
 271:   e8 fc ff ff ff          call   272 <main+0x12>
 276:   eb fe                   jmp    276 <main+0x16>

具有以下搬迁：

$ 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：

代码是用--no-pic编译的，所以不是PIC
在 .text 部分（main 函数）对 foo() 的调用不是通过 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 函数的地址。这对我来说很有意义，因为代码不是 PIC，因此无需通过 PLT 添加额外的间接寻址。
即使不使用，PLT 仍在生成。 foo 的条目在那里，我们甚至有一个 R_386_JUMP_SLOT 重定位以在加载时（PLT 指向）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使用了 PLT，而且我也没有看到这里有必要，那么 gcc 为什么要创建它？

Answer 1

--no-pic 不像 -no-pie，它似乎是 -fno-pic 或 -fno-pie 的同义词，影响代码生成但不影响链接。假设您的发行版的 GCC 默认生成一个 PIE，您是生成一个 PIE，因此不会将调用转换为 foo@plt.

我收到链接器警告 /tmp/ccyRsNtd.o: warning: relocation against 'getpid@@GLIBC_2.0' in read-only section '.text.startup' / warning: creating DT_TEXTREL in a PIE。（但是可执行文件运行，不像它是 64 位的，其中 call rel32 不能重定位到整个地址 space。）

是的，ld 出于某种原因构建了一个未使用的 PLT 条目，但您的链接方式完全不标准。

构建 PLT 的正常原因是：

ld 链接非 PIE 时会将 call foo 转换为 call foo@plt 而不是在每个调用点都包含文本重定位，每次调用时都需要运行时间修正程序加载。

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

为了做一个更简单的例子，我使用了 libc (getpid) 中的函数而不是自定义库。使用 gcc -fno-pie -no-pie -m32 -O2 foo.c 正常编译，我得到 5 字节 e8 d5 ff ff ff 调用 rel32: call 8049040 <getpid@plt>.

但是加上 -fno-plt，我得到 6 字节 ff 15 f4 bf 04 08 call [disp32] - call DWORD PTR ds:0x804bff4。不涉及 PLT，仅涉及用绝对地址引用的 GOT 条目。

不需要运行时间搬迁； .text 部分的这一页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，如果内核想要驱逐该页面，则只能通过交换 space 来支持它。）

此外，它使用需要提前绑定的“正常”GOT 条目。这甚至适用于 -nostdlib -lc 和不明智的 -e main 而不是像普通人那样称呼它 _start 。由于它是一个动态链接的可执行文件，动态链接器会在您的入口点之前运行并设置 GOT。

为什么 gcc 在显然不需要时生成 PLT？

Why gcc generates a PLT when it is apparently not needed?

linux

x86

assembly

elf

dynamic-linking