> ## Content Index > Fetch the complete content index at: https://blog.hacking.pub/llms.txt > Use this file to discover other available public pages before exploring further. # common块探究 - URL: https://blog.hacking.pub/2017/05/14/commonkuai-tan-jiu/ - Published: 2017-05-14T06:52:47.000Z - Updated: 2017-05-14T06:52:47.000Z - Author: chainhelen - Tags: c语言, 编译, bss, common, 强符号, 弱符号, gdb, g++, gcc, 逆向, 逆向工程 #### COMMON块 大部分教材，或者Blog都会讲到c系语言中`未初始化的全局变量或静态变量`的内存空间是在.bss段 今天就来测试一下，gcc/g++的版本如下 ``` chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~$ gcc --version gcc (Ubuntu 5.4.1-2ubuntu1~14.04) 5.4.1 20160904 chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~$ g++ --version g++ (Ubuntu 4.8.5-2ubuntu1~14.04.1) 4.8.5 ``` 代码如下 ``` //main.c #include int m; intmain() { printf("hello world; m = %d\n", m); return 0; } //生成中间文件 gcc -c main.c -o main_gcc.o g++ -c main.c -o main_g++.o ``` 常看符号表 ``` chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ readelf -s main_gcc.o Symbol table '.symtab' contains 12 entries: Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name 0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND 1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS main.c 2: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 1 3: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 3 4: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 4 5: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 5 6: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 7 7: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 8 8: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 6 9: 0000000000000004 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT COM m 10: 0000000000000000 34 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 main 11: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND printf chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ readelf -s main_g++.o Symbol table '.symtab' contains 12 entries: Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name 0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND 1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS main.c 2: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 1 3: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 3 4: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 4 5: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 5 6: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 7 7: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 8 8: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 6 9: 0000000000000000 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT 4 m 10: 0000000000000000 34 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 main 11: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND printf ``` 可以看见当作为c++的语言来编译，就直接是Ndx=4了，也就是bss段 但是作为纯正的gcc编译c语言却不是，是一个COM的符号，这东西主要解决了什么问题？ **`一个弱符号定义在多个目标文件中，而它们的类型又不同（即大小不同）`** 显然，由于c++把`m`这个变量内存存在了 .bss section，也就是不允许其他文件再去定义这个变量`m` #### 实验 接下来再添加个c系代码 ``` //m.c long long m = 12; ``` **1\. g++** 先验证c++的方式 ``` //m.c生成中间文件 g++ -c m.c -o m_g++.o //生成可执行文件 chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ g++ main_g++.o m_g++.o -o main_m_g++ m_g++.o:(.data+0x0): multiple definition of `m' main_g++.o:(.bss+0x0): first defined here /usr/bin/ld: Warning: size of symbol `m' changed from 4 in main_g++.o to 8 in m_g++.o collect2: error: ld returned 1 exit status ``` 报错，重复定义变量`m` **2\. gcc的c编译器** 先验证gcc的方式 ``` //m.c生成中间文件 gcc -c m.c -o m_gcc.o //生成可执行文件 chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ gcc m_gcc.o main_gcc.o -o main_m_gcc chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ ./main_m_gcc hello world; m = 12 ``` 直接看看最终的变量`m`在可执行文件中 占用字节多大 ``` chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ readelf -s main_m_gcc | grep ' m' 36: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS m.c 37: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS main.c 60: 0000000000601040 8 OBJECT GLOBAL DEFAULT 24 m 62: 0000000000400536 34 FUNC GLOBAL DEFAULT 13 main ``` 8字节，也就是说 m.c中的 double定义 覆盖了 main.c中int定义 看一下索引24是哪个段 ``` readelf -S main_m_gcc ... [24] .data PROGBITS 0000000000601030 00001030 0000000000000018 0000000000000000 WA 0 0 8 ... ``` 符合m.c的`初始化的全局变量内存在.data段` 对比一下直接编译main.c生成 可执行文件 \`main\_gcc\` ``` chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ gcc main_gcc.o -o main_gcc chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ ./main_gcc hello world; m = 0 chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ readelf -s main_gcc | grep ' m' 36: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS main.c 59: 0000000000601044 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT 25 m 61: 0000000000400536 34 FUNC GLOBAL DEFAULT 13 main chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ readelf -S main_gcc ... [25] .bss NOBITS 0000000000601040 00001040 0000000000000008 0000000000000000 WA 0 0 4 ... ``` 符合`未初始化的全局变量内存存放在.bss段`，只不过纯gcc的c语言编译器生成中间文件的时候，还是标记为COMMON符号，链接生成可执行文件才会把放在.bss段 #### 危险 在C语言中，函数和初始化的全局变量（包括显示初始化为0）是强符号，未初始化的全局变量是弱符号。 举个危险的例子 ``` //main.c int m = 12; int n = 11; int main() { printf("m = %d\tn = %d\n", m, n); setzerom(); printf("m = %d\tn = %d\n", m, n); return 0; } //m.c long long m; void setzerom() { m = 0; } chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ gcc -w main.c m.c -o main_m_gcc /usr/bin/ld: Warning: alignment 4 of symbol `m' in /tmp/ccgkd2y4.o is smaller than 8 in /tmp/cc7iEkVJ.o chainhelen@iZwz92pw32r9w6beu4jlfpZ:~/tmp/common$ ./main_m_gcc m = 12 n = 11 m = 0 n = 0 ``` 正常来讲，没有动变量n的值，不应该出现它的值也变成 0 的现象 在m.c中，变量m其实访问到了main.c中的n，因为它是8字节的long long 弱符号 在第一处print地方，加上断点，gdb调试可知原因 ``` (gdb) p &m $3 = (int *) 0x601040 (gdb) p &n $4 = (int *) 0x601044 (gdb) x/8b 0x601040 0x601040 : 0x0c 0x00 0x00 0x00 0x0b 0x00 0x00 0x00 (gdb) nm = 12 n = 11 (gdb) n (gdb) x/8xb 0x601040 0x601040 : 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 ``` --- 但是如下代码却不会有事 ``` //main.c int m; int n = 11; int main() { printf("m = %d\tn = %d\n", m, n); setzerom(); printf("m = %d\tn = %d\n", m, n); return 0; } //m.c long long m = 12; void setzerom() { m = 0; } ``` #### 总结 在C语言中，函数和初始化的全局变量（包括显示初始化为0）是强符号，未初始化的全局变量是弱符号。 对于它们，下列三条规则使用： ① `同名的强符号只能有一个，否则编译器报"重复定义"错误` ② `允许一个强符号和多个弱符号，但定义会选择强符号的` ③ `当有多个弱符号相同时，链接器选择占用内存空间最大的那个` 对了，上面如果加上编译项 -fno-common 就会报错，就变成了c++的那种了 --- 实际.bss段在可执行文件里面，是没有分配内存的，因为.bss段的数据都是零，所以干脆在`装载`的时候才在虚拟内存空间里分配