从ndk编译，说到so文件结构以及ida导入、导出函数

2023-05-16

一、背景

一直以来对ndk的编译链接所依赖的文件没有完成弄明白，还有ida的导入、导出函数与dynsym section之间的关系是什么？

二、ndk编译所依赖的文件

1、我们一般在Application.mk中指定所需要的平台版本和编译后so的架构。

APP_PLATFORM := android-21
APP_ABI := armeabi-v7a

这个android-21对应什么呢？这是android ndk的根目录。

这里指定的编译so时，链接时需要的so文件，如果指定了android-21，那么链接时就到这个目录下寻找so。

2、下面看下Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
  
include $(CLEAR_VARS)  
  
LOCAL_MODULE    := lesson2
  
LOCAL_SRC_FILES := Lesson2.cpp MyTest.cpp module.c

LOCAL_LDLIBS    := -llog -ldl -lmediandk -lGLESv2

LOCAL_CPPFLAGS += -O3

LOCAL_CFLAGS += -fvisibility=hidden
        
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

-lmediandk在链接时会使用android-ndk-r21/platforms/android-21/arch-arm/usr/lib/libmediandk.so

-lGLESv2在链接时会使用android-ndk-r21/platforms/android-21/arch-arm/usr/lib/libGLESv2.so

3、Lesson2.cpp

#include <media/NdkMediaDrm.h>
#include <GLES2/gl2.h>
#include <GLES2/gl2ext.h>

在使用函数的地方还需要包含头文件，这些头文件在哪呢？

android-ndk-r21/sysroot/usr/include

4、使用的交叉编译工具

android-ndk-r21/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin

三、ida中Exports、Imports与dynsym之间的关系

arm-linux-androideabi-readelf -s liblesson2.so

Symbol table '.dynsym' contains 61 entries:
   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     0: 00000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND
     1: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __cxa_atexit@LIBC (2)
     2: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __cxa_finalize@LIBC (2)
     3: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND AMediaDrm_createByUUID
     4: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND dladdr@LIBC (3)
     5: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND AMediaDrm_getPropertyByte
     6: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND snprintf@LIBC (2)
     7: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND _Znwj@LIBC_O (4)
     8: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __android_log_print
     9: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __stack_chk_fail@LIBC (2)
    10: 00000000     0 OBJECT  GLOBAL DEFAULT  UND __stack_chk_guard@LIBC (2)
    11: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __vsprintf_chk@LIBC (2)
    12: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND gettimeofday@LIBC (2)
    13: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND localtime@LIBC (2)
    14: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND stat@LIBC (2)
    15: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND strftime@LIBC (2)
    16: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND time@LIBC (2)
    17: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND vsnprintf@LIBC (2)
    18: 00000000     0 OBJECT  GLOBAL DEFAULT  UND __sF@LIBC (2)
    19: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND abort@LIBC (2)
    20: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND fflush@LIBC (2)
    21: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND fprintf@LIBC (2)
    22: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __aeabi_memclr
    23: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __aeabi_memcpy
    24: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __gnu_Unwind_Find_exidx
    25: 00001e15    72 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_set_reg
    26: 00001ed1     6 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_step
    27: 00001f0d    28 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_get_proc_name
    28: 00001f3b    12 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_is_signal_frame
    29: 00001a75     8 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 __aeabi_unwind_cpp_pr0
    30: 00001abd   160 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_RaiseException
    31: 00001ed7    32 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_get_proc_info
    32: 00001345   312 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 Java_com_example_ndkrever
    33: 00001aad     8 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 __aeabi_unwind_cpp_pr1
    34: 00001519    72 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 decode_eht_entry
    35: 00005004     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_start
    36: 00001ab5     8 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 __aeabi_unwind_cpp_pr2
    37: 00001d99    72 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_init_local
    38: 00005005     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _end
    39: 00001e5d    56 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_get_fpreg
    40: 0000147d    36 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 JNI_OnLoad
    41: 00005004     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _edata
    42: 00001d15    52 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_GetRegionStart
    43: 00001561   616 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_VRS_Interpret
    44: 00001de1    52 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_get_reg
    45: 00001925   336 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_VRS_Pop
    46: 00001875   176 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_VRS_Set
    47: 00001ef9    20 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_resume
    48: 00001f47     6 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_save_vfp_as_X
    49: 00001f35     6 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_regname
    50: 00001231    80 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Z4testv
    51: 00001d49    12 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_DeleteException
    52: 00001d55    18 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 __gnu_unwind_frame
    53: 00001c75     2 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_Complete
    54: 00001d68     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_getcontext
    55: 00001e95    60 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_set_fpreg
    56: 00001f29    12 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 unw_is_fpreg
    57: 00001ce1    52 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_GetLanguageSpecif
    58: 00001c79   104 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_Resume
    59: 000017c9   172 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _Unwind_VRS_Get
    60: 00005000     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   21 unw_local_addr_space

ida Imports

ida Exports

ida Imports对应到dynsym，就是那些Value为00000000的符号。

ida Exports对应到dynsym，就是那些Value不为00000000的符号（个别_end没有放到ida的Exports中）。

使用arm-linux-androideabi-nm -D liblesson2.so，可以更加清楚和完整的看到函数名，和dynsym是一一对应的。

         U AMediaDrm_createByUUID
         U AMediaDrm_getPropertyByteArray
0000147c T JNI_OnLoad
00001344 T Java_com_example_ndkreverse2_Lesson2_main
00001c74 T _Unwind_Complete
00001d48 T _Unwind_DeleteException
00001ce0 T _Unwind_GetLanguageSpecificData
00001d14 T _Unwind_GetRegionStart
00001abc T _Unwind_RaiseException
00001c78 T _Unwind_Resume
000017c8 T _Unwind_VRS_Get
00001560 T _Unwind_VRS_Interpret
00001924 T _Unwind_VRS_Pop
00001874 T _Unwind_VRS_Set
00001230 T _Z4testv
         U _Znwj
         U __aeabi_memclr
         U __aeabi_memcpy
00001a74 T __aeabi_unwind_cpp_pr0
00001aac T __aeabi_unwind_cpp_pr1
00001ab4 T __aeabi_unwind_cpp_pr2
         U __android_log_print
00005004 A __bss_start
         U __cxa_atexit
         U __cxa_finalize
         U __gnu_Unwind_Find_exidx
00001d54 T __gnu_unwind_frame
         U __sF
         U __stack_chk_fail
         U __stack_chk_guard
         U __vsprintf_chk
00005004 A _edata
00005005 A _end
         U abort
00001518 T decode_eht_entry
         U dladdr
         U fflush
         U fprintf
         U gettimeofday
         U localtime
         U snprintf
         U stat
         U strftime
         U time
00001e5c T unw_get_fpreg
00001ed6 T unw_get_proc_info
00001f0c T unw_get_proc_name
00001de0 T unw_get_reg
00001d68 T unw_getcontext
00001d98 T unw_init_local
00001f28 T unw_is_fpreg
00001f3a T unw_is_signal_frame
00005000 D unw_local_addr_space
00001f34 T unw_regname
00001ef8 T unw_resume
00001f46 T unw_save_vfp_as_X
00001e94 T unw_set_fpreg
00001e14 T unw_set_reg
00001ed0 T unw_step
         U vsnprintf

这里面的U对应到ida的Imports里面，其他对应到ida的Exports里面。

注意有些大型的so，使用arm-linux-androideabi-nm -D 获取的信息是有重复的。比如_edata，__bss_start是重复的。还有些函数地址有两个名字，ida会智能标记上两个名字，但在ida Exports里面只有一份，这就是为什么arm-linux-androideabi-nm -D获取的行数大于ida Exports的原因。

四、so中.rel.dyn、.rel.plt、.plt、.got表

.rel.dyn、.rel.plt

00004f68  00000216 R_ARM_JUMP_SLOT   00000000   __cxa_finalize@LIBC
00004f6c  00000116 R_ARM_JUMP_SLOT   00000000   __cxa_atexit@LIBC
00004f70  00000e16 R_ARM_JUMP_SLOT   00000000   stat@LIBC
00004f74  00000816 R_ARM_JUMP_SLOT   00000000   __android_log_print
00004f78  00000916 R_ARM_JUMP_SLOT   00000000   __stack_chk_fail@LIBC

got表

在dlopen so时，会找到android_log_print的虚拟地址，然后根据.rel.dyn、.rel.plt提示的位置，写入got表。

在程序调用android_log_print是，首先会调用.plt，在.plt中得到刚才写入了got表中android_log_print的虚拟地址。然后跳转执行。

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