研究解决eu-strip“误删”ELF文件中的.riscv.attribute节问题

[laokz]

1. 研究RISC-V psABI规范，探讨求证：ELF文件中的.riscv.attribute节，是否可以/允许被strip掉
2. 下载最新的elfutils工具，用eu-strip --remove-comment命令验证：.riscv.attribute节被“误"strip掉
3. 根据调研情况，选择bug report或直接修复，形成文档报告

[laokz]

libelf/elf-knowledge.h中的SECTION_STRIP_P可疑：

/* Test whether a section can be stripped or not.  */
#define SECTION_STRIP_P(shdr, name, remove_comment) \
  /* Sections which are allocated are not removed.  */                \
  (((shdr)->sh_flags & SHF_ALLOC) == 0                        \
   /* We never remove .note sections.  */                     \
   && (shdr)->sh_type != SHT_NOTE                         \
   && (((shdr)->sh_type) != SHT_PROGBITS                      \
       /* Never remove .gnu.warning.* sections.  */               \
       || (name != NULL                               \
       && strncmp (name, ".gnu.warning.", sizeof ".gnu.warning." - 1) != 0\
       /* We remove .comment sections only if explicitly told to do so. */\
       && (remove_comment                             \
           || strcmp (name, ".comment") != 0))))

[goodspeed34]

looks interesting, will take it

[laokz]

FYI. 近三年来openeuler riscv的各版本，/usr/bin/ls的.riscv.attribute节均被strip掉了，但没人反映遇到过什么问题

[Jingwiw]

因为段是存在的，运行时应该只依赖段，但是不知道节不在具体有什么影响
我看到其他发行版是好的，得做个深入分析的

[goodspeed34]

初步看原因出现在 strip 的行为不一样，Debian 是直接调用的 binutils 的 strip，而 oe 调用的是 elfutils 的 eu-strip。

`doit($strip, "--remove-section=.comment", "--remove-section=.note", "--strip-unneeded", $_);`

Ref: https://salsa.debian.org/debian/debhelper/-/blob/main/dh_strip?ref_type=heads#L368

[goodspeed34]

阅读了一下 RISC-V psABI 规范，.riscv.attributes 在标准里主要影响链接时的行为，但总结下来 .riscv.attributes 并不必要，其中 Table 22. RISC-V attributes 列出的非弃用的属性值只有：Tag_RISCV_stack_align, Tag_RISCV_arch, Tag_RISCV_x3_reg_usage, Tag_RISCV_atomic_abi，但是编译器只会使用 Tag_RISCV_stack_align, Tag_RISCV_arch：

[root@lapac71h test]# clang main.c 
[root@lapac71h test]# readelf -A a.out 
Attribute Section: riscv
File Attributes
  Tag_RISCV_stack_align: 16-bytes
  Tag_RISCV_arch: "rv64i2p1_m2p0_a2p1_f2p2_d2p2_c2p0_zicsr2p0_zifencei2p0_zmmul1p0"
[root@lapac71h test]# gcc main.c 
[root@lapac71h test]# readelf -A a.out 
Attribute Section: riscv
File Attributes
  Tag_RISCV_stack_align: 16-bytes
  Tag_RISCV_arch: "rv64i2p1_m2p0_a2p1_f2p2_d2p2_c2p0_zicsr2p0_zifencei2p0_zmmul1p0"

再去深入看一下这两个还在使用的属性：

• Tag_RISCV_stack_align 主要是为了阻止不同对齐的 ABI 链接，实际中只有 RV32E 不是 16 字节对齐。而 RV32E 在 ELF 头中就会有所体现，编译器自然会阻止两者链接。即便有些极特殊的情况下，存在一个对齐大于 16 字节的 ELF，它也是能运行在最低 16 字节对齐的系统上的，链接也不会存在问题。
• Tag_RISCV_arch 主要是为了阻止两个互相冲突的 ABI 链接，但用户不可能有相冲突与操作系统的库进行链接，因为用户肯定是能运行当前系统 ABI 的。所以看起来 Tag_RISCV_arch 目前的作用只是记录当时编译时的 ABI。再次，两个 ABI 冲突的 ELF 链接时，编译器本身就可以从 ELF 头得知两 ABI 冲突：

• The linker may report a warning or error if it detects incompatible versions, even if it’s ratified.
  Example of conflicting merge result: RV32IF and RV32IZfinx will be merged into RV32IFZfinx, which is an invalid architecture since F and Zfinx conflict.

用 gcc 和 eu-strip 进行测试：

[root@lapac71h test]# gcc -march=rv32if -mabi=ilp32f -c a.c -o a.o
[root@lapac71h test]# gcc -march=rv32izfinx -mabi=ilp32 -c a.c -o b.o
[root@lapac71h test]# eu-strip --remove-comment a.o
[root@lapac71h test]# eu-strip --remove-comment b.o
[root@lapac71h test]# readelf -A a.o
[root@lapac71h test]# readelf -A b.o
[root@lapac71h test]# ld a.o b.o
ld: b.o: in function `foo':
a.c:(.text+0x0): multiple definition of `foo'; a.o:a.c:(.text+0x0): first defined here
ld: a.o: ABI is incompatible with that of the selected emulation:
  target emulation `elf32-littleriscv' does not match `elf64-littleriscv'
ld: failed to merge target specific data of file a.o
ld: b.o: ABI is incompatible with that of the selected emulation:
  target emulation `elf32-littleriscv' does not match `elf64-littleriscv'
ld: failed to merge target specific data of file b.o
ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 0000000000010078
ld: b.o: in function `foo':
a.c:(.text+0x20): undefined reference to `__mulsf3'
[root@lapac71h test]# file *.o
a.o: ELF 32-bit LSB relocatable, UCB RISC-V, single-float ABI, version 1 (SYSV), not stripped
b.o: ELF 32-bit LSB relocatable, UCB RISC-V, soft-float ABI, version 1 (SYSV), not stripped

综上，这个 .riscv.attribute 是可以删掉的。其它发行版没有被删是因为使用的是 binutils 的 strip 实现且只要求删除 .comment 段。

另外，阅读代码可知，即便给 elfutils 的 strip 传入 --remove-section=.comment 它也不会 “忠实” 地只移除 .comment 。，如果 remove-section 的参数为 .comment 会，那它就会被等同为 --remove-comment 处理。

[goodspeed34]

@laokz @Jingwiw Any thoughts?

[laokz]

可以将你的成果，（策略地）反馈到riscv psABI这个官方文档处：文档中关于该节有个warning ，说动态loader不能假定该节一定存在，给人的感觉就是允许strip掉。问问这样理解对不对