Перечислите все функции/символы на лету в коде C на архитектуре Linux?
Предположим, что main.c использует символы из общих библиотек и локальных функций, объявленных в main.c
Есть хороший и элегантный способ напечатать список всех доступных имен функций и символов во время выполнения?
Это должно быть возможно, поскольку данные загружаются в сегмент .code.
Ответы
Ответ 1
Поскольку у меня была такая же потребность в загрузке всех загруженных имен символов во время выполнения, я провел некоторое исследование, основанное на ответе R... Итак, вот подробное решение для общих библиотек linux в формате ELF, которое работает с моим gcc 4.3.4, но, надеюсь, также с более новыми версиями.
В основном я использовал следующие источники для разработки этого решения:
И вот мой код. Я использовал собственные объяснения имен переменных и добавил подробные комментарии, чтобы сделать его понятным. Если что-то не так или нет, сообщите мне...
(Edit: Я только понял, что вопрос был для C, а мой код для С++. Но если вы не укажете вектор и строку, он должен работать и на C)
#include <link.h>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
/* Callback for dl_iterate_phdr.
* Is called by dl_iterate_phdr for every loaded shared lib until something
* else than 0 is returned by one call of this function.
*/
int retrieve_symbolnames(struct dl_phdr_info* info, size_t info_size, void* symbol_names_vector)
{
/* ElfW is a macro that creates proper typenames for the used system architecture
* (e.g. on a 32 bit system, ElfW(Dyn*) becomes "Elf32_Dyn*") */
ElfW(Dyn*) dyn;
ElfW(Sym*) sym;
ElfW(Word*) hash;
char* strtab = 0;
char* sym_name = 0;
ElfW(Word) sym_cnt = 0;
/* the void pointer (3rd argument) should be a pointer to a vector<string>
* in this example -> cast it to make it usable */
vector<string>* symbol_names = reinterpret_cast<vector<string>*>(symbol_names_vector);
/* Iterate over all headers of the current shared lib
* (first call is for the executable itself) */
for (size_t header_index = 0; header_index < info->dlpi_phnum; header_index++)
{
/* Further processing is only needed if the dynamic section is reached */
if (info->dlpi_phdr[header_index].p_type == PT_DYNAMIC)
{
/* Get a pointer to the first entry of the dynamic section.
* It address is the shared lib address + the virtual address */
dyn = (ElfW(Dyn)*)(info->dlpi_addr + info->dlpi_phdr[header_index].p_vaddr);
/* Iterate over all entries of the dynamic section until the
* end of the symbol table is reached. This is indicated by
* an entry with d_tag == DT_NULL.
*
* Only the following entries need to be processed to find the
* symbol names:
* - DT_HASH -> second word of the hash is the number of symbols
* - DT_STRTAB -> pointer to the beginning of a string table that
* contains the symbol names
* - DT_SYMTAB -> pointer to the beginning of the symbols table
*/
while(dyn->d_tag != DT_NULL)
{
if (dyn->d_tag == DT_HASH)
{
/* Get a pointer to the hash */
hash = (ElfW(Word*))dyn->d_un.d_ptr;
/* The 2nd word is the number of symbols */
sym_cnt = hash[1];
}
else if (dyn->d_tag == DT_STRTAB)
{
/* Get the pointer to the string table */
strtab = (char*)dyn->d_un.d_ptr;
}
else if (dyn->d_tag == DT_SYMTAB)
{
/* Get the pointer to the first entry of the symbol table */
sym = (ElfW(Sym*))dyn->d_un.d_ptr;
/* Iterate over the symbol table */
for (ElfW(Word) sym_index = 0; sym_index < sym_cnt; sym_index++)
{
/* get the name of the i-th symbol.
* This is located at the address of st_name
* relative to the beginning of the string table. */
sym_name = &strtab[sym[sym_index].st_name];
symbol_names->push_back(string(sym_name));
}
}
/* move pointer to the next entry */
dyn++;
}
}
}
/* Returning something != 0 stops further iterations,
* since only the first entry, which is the executable itself, is needed
* 1 is returned after processing the first entry.
*
* If the symbols of all loaded dynamic libs shall be found,
* the return value has to be changed to 0.
*/
return 1;
}
int main()
{
vector<string> symbolNames;
dl_iterate_phdr(retrieve_symbolnames, &symbolNames);
return 0;
}
Ответ 2
В динамически связанных системах на базе ELF у вас может быть функция dl_iterate_phdr. Если это так, его можно использовать для сбора информации о каждом загруженном файле общей библиотеки, а полученной вами информации достаточно для проверки таблиц символов. Процесс в основном:
- Получите адрес заголовков программы из структуры
dl_phdr_info, переданный вам.
- Используйте заголовок программы
PT_DYNAMIC, чтобы найти таблицу _DYNAMIC для модуля.
- Используйте записи
DT_SYMTAB, DT_STRTAB и DT_HASH _DYNAMIC, чтобы найти список символов. DT_HASH требуется только для того, чтобы получить длину таблицы символов, поскольку она, похоже, не хранится нигде.
Типы, которые вам нужны, должны быть в <elf.h> и <link.h>.
Ответ 3
Это не специфический для C, а операционная система и двоичный формат и (для отладки символов и неподключенных имен символов С++) даже для конкретного компилятора. Нет общего способа, а также нет по-настоящему элегантного способа.
Самый переносимый и надежный способ - это, вероятно, работающая внешняя программа, такая как nm, которая находится в POSIX. версия GNU, найденная в Linux, вероятно, содержит множество расширений, которых следует избегать, если вы нацелены на переносимость и будущую доказательность.
Его вывод должен оставаться стабильным, и даже если бинарные форматы меняются, он также будет обновляться и продолжать работать. Просто запустите его с помощью правильных переключателей, запишите его вывод (возможно, запустив его через popen, чтобы избежать временного файла) и проанализируйте это.
Ответ 4
Это должно быть dl_iterate_phdr(retrieve_symbolnames, &symbolNames);
Ответ 5
Я обновил код из ответа Kanalpiroge, чтобы он также работал в случае отсутствия DT_HASH (например, RHEL). Это для 64 бит, но его относительно легко модифицировать для поддержки 32 бит. Вдохновение пришло отсюда: https://chromium-review.googlesource.com/c/crashpad/crashpad/+/876879/18/snapshot/elf/elf_image_reader.cc#b512.
#include <link.h>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
static uint32_t GetNumberOfSymbolsFromGnuHash(Elf64_Addr gnuHashAddress)
{
// See https://flapenguin.me/2017/05/10/elf-lookup-dt-gnu-hash/ and
// https://sourceware.org/ml/binutils/2006-10/msg00377.html
typedef struct
{
uint32_t nbuckets;
uint32_t symoffset;
uint32_t bloom_size;
uint32_t bloom_shift;
} Header;
Header* header = (Header*)gnuHashAddress;
const void* bucketsAddress = (void*)gnuHashAddress + sizeof(Header) + (sizeof(uint64_t) * header->bloom_size);
// Locate the chain that handles the largest index bucket.
uint32_t lastSymbol = 0;
uint32_t* bucketAddress = (uint32_t*)bucketsAddress;
for (uint32_t i = 0; i < header->nbuckets; ++i)
{
uint32_t bucket = *bucketAddress;
if (lastSymbol < bucket)
{
lastSymbol = bucket;
}
bucketAddress++;
}
if (lastSymbol < header->symoffset)
{
return header->symoffset;
}
// Walk the bucket chain to add the chain length to the total.
const void* chainBaseAddress = bucketsAddress + (sizeof(uint32_t) * header->nbuckets);
for (;;)
{
uint32_t* chainEntry = (uint32_t*)(chainBaseAddress + (lastSymbol - header->symoffset) * sizeof(uint32_t));
lastSymbol++;
// If the low bit is set, this entry is the end of the chain.
if (*chainEntry & 1)
{
break;
}
}
return lastSymbol;
}
/* Callback for dl_iterate_phdr.
* Is called by dl_iterate_phdr for every loaded shared lib until something
* else than 0 is returned by one call of this function.
*/
int retrieve_symbolnames(struct dl_phdr_info* info, size_t info_size, void* symbol_names_vector)
{
/* ElfW is a macro that creates proper typenames for the used system architecture
* (e.g. on a 32 bit system, ElfW(Dyn*) becomes "Elf32_Dyn*") */
ElfW(Dyn*) dyn;
ElfW(Sym*) sym;
ElfW(Word*) hash;
char* strtab = 0;
char* sym_name = 0;
ElfW(Word) sym_cnt = 0;
/* the void pointer (3rd argument) should be a pointer to a vector<string>
* in this example -> cast it to make it usable */
vector<string>* symbol_names = reinterpret_cast<vector<string>*>(symbol_names_vector);
/* Iterate over all headers of the current shared lib
* (first call is for the executable itself) */
for (size_t header_index = 0; header_index < info->dlpi_phnum; header_index++)
{
/* Further processing is only needed if the dynamic section is reached */
if (info->dlpi_phdr[header_index].p_type == PT_DYNAMIC)
{
/* Get a pointer to the first entry of the dynamic section.
* It address is the shared lib address + the virtual address */
dyn = (ElfW(Dyn)*)(info->dlpi_addr + info->dlpi_phdr[header_index].p_vaddr);
/* Iterate over all entries of the dynamic section until the
* end of the symbol table is reached. This is indicated by
* an entry with d_tag == DT_NULL.
*
* Only the following entries need to be processed to find the
* symbol names:
* - DT_HASH -> second word of the hash is the number of symbols
* - DT_STRTAB -> pointer to the beginning of a string table that
* contains the symbol names
* - DT_SYMTAB -> pointer to the beginning of the symbols table
*/
while(dyn->d_tag != DT_NULL)
{
if (dyn->d_tag == DT_HASH)
{
/* Get a pointer to the hash */
hash = (ElfW(Word*))dyn->d_un.d_ptr;
/* The 2nd word is the number of symbols */
sym_cnt = hash[1];
}
else if (dyn->d_tag == DT_GNU_HASH && sym_cnt == 0)
{
sym_cnt = GetNumberOfSymbolsFromGnuHash(dyn->d_un.d_ptr);
}
else if (dyn->d_tag == DT_STRTAB)
{
/* Get the pointer to the string table */
strtab = (char*)dyn->d_un.d_ptr;
}
else if (dyn->d_tag == DT_SYMTAB)
{
/* Get the pointer to the first entry of the symbol table */
sym = (ElfW(Sym*))dyn->d_un.d_ptr;
/* Iterate over the symbol table */
for (ElfW(Word) sym_index = 0; sym_index < sym_cnt; sym_index++)
{
/* get the name of the i-th symbol.
* This is located at the address of st_name
* relative to the beginning of the string table. */
sym_name = &strtab[sym[sym_index].st_name];
symbol_names->push_back(string(sym_name));
}
}
/* move pointer to the next entry */
dyn++;
}
}
}
/* Returning something != 0 stops further iterations,
* since only the first entry, which is the executable itself, is needed
* 1 is returned after processing the first entry.
*
* If the symbols of all loaded dynamic libs shall be found,
* the return value has to be changed to 0.
*/
return 1;
}
int main()
{
vector<string> symbolNames;
dl_iterate_phdr(retrieve_symbolnames, &symbolNames);
return 0;
}
