如何在自有二进制中调用动态链接非剥离ELF可执行文件的指定符号？

仅获取一个动态链接、未剥离的ELF可执行文件，希望在自有二进制中调用其text段内的特定函数符号。

简化示例 #

现有通过gcc -o executable executable.c编译得到的ELF可执行文件executable（源码不可得），以及主C文件main.c。

示例可执行文件源码（仅作参考，实际不可得） #

// executable.c
// gcc -o executable executable.c
// 实际仅拥有`executable`文件，源码不可获取

foobar() { return 87; }
main() { return 0; }

通过nm executable可验证其包含foobar等符号：

0000000000003e00 d _DYNAMIC
0000000000003fc0 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
0000000000002000 R _IO_stdin_used
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable
                 w _ITM_registerTMCloneTable
00000000000020e8 r __FRAME_END__
0000000000002004 r __GNU_EH_FRAME_HDR
0000000000004010 D __TMC_END__
000000000000038c r __abi_tag
0000000000004010 B __bss_start
                 w __cxa_finalize@GLIBC_2.2.5
0000000000004000 D __data_start
00000000000010e0 t __do_global_dtors_aux
0000000000003df8 d __do_global_dtors_aux_fini_array_entry
0000000000004008 D __dso_handle
0000000000003df0 d __frame_dummy_init_array_entry
                 w __gmon_start__
                 U __libc_start_main@GLIBC_2.34
0000000000004010 D _edata
0000000000004018 B _end
0000000000001148 T _fini
0000000000001000 T _init
0000000000001040 T _start
0000000000004010 b completed.0
0000000000004000 W data_start
0000000000001070 t deregister_tm_clones
0000000000001129 T foobar
0000000000001120 t frame_dummy
0000000000001138 T main
00000000000010a0 t register_tm_clones

自有主文件main.c #

// main.c

#include <stdio.h>

extern foobar();

main()
{
    printf("%d\n", foobar());
    return 0;
}

直接执行gcc -o main main.c executable会出现_init、_start、main等符号重复定义问题，新版本编译器/链接器甚至会提示cannot use executable file 'executable' as input to a link。

疑问： 能否编译出可链接该可执行文件特定符号的二进制或库？是否存在提取这些符号的方法？

可以实现，以下是几种可行方案：

方案一：将可执行文件转换为共享库 #

ELF可执行文件与共享库结构相似，只需修改文件头标识并移除冲突符号，即可转成可链接的共享库：

1. 使用patchelf修改文件类型为共享库：

   patchelf --set-type shared executable
   mv executable executable.so
   

2. 移除冲突符号（如main、_start）避免链接报错：

   objcopy --strip-symbol=main --strip-symbol=_start executable.so
   

3. 直接链接共享库编译main.c：

   gcc -o main main.c ./executable.so
   

   运行./main即可得到预期输出87。

方案二：生成符号存根库 #

若不想修改原可执行文件，可提取目标符号地址生成存根库，引导链接器指向原文件的对应符号：

1. 从nm输出中获取foobar的地址（示例中为0000000000001129）。
2. 创建存根汇编文件foobar_stub.s：

   .global foobar
   foobar = 0x1129
   

3. 编译为静态库：

   as -o foobar_stub.o foobar_stub.s
   ar rcs libfoobar.a foobar_stub.o
   

4. 调整原可执行文件的SONAME并编译main.c：

   patchelf --set-soname libexecutable.so executable
   mv executable libexecutable.so
   gcc -o main main.c libfoobar.a -Wl,-rpath=. -lexecutable
   

方案三：动态加载（运行时解析符号） #

无需修改编译流程，通过dlopen系列函数在运行时加载原可执行文件并获取符号：
修改main.c如下：

#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>

int main()
{
    void* handle = dlopen("./executable", RTLD_LAZY);
    if (!handle) {
        fprintf(stderr, "dlopen failed: %s\n", dlerror());
        return 1;
    }
    int (*foobar)() = dlsym(handle, "foobar");
    if (!foobar) {
        fprintf(stderr, "dlsym failed: %s\n", dlerror());
        dlclose(handle);
        return 1;
    }
    printf("%d\n", foobar());
    dlclose(handle);
    return 0;
}

编译时链接动态加载库：

gcc -o main main.c -ldl

运行./main即可直接调用原可执行文件中的foobar函数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nevikw39