如何找到PIE二进制文件的负载重定位？

Question

我需要在运行的进程中获取堆栈的基地址。这将使我能够打印将由addr2line理解的原始堆栈跟踪（已剥离运行二进制文件，但addr2line可以访问符号）。我通过检查以下内容的elf标头成功做到了这一点argv[0]：我读取了入口点并将其从中减去&_start：

#include <stdio.h>
#include <execinfo.h>
#include <unistd.h>
#include <elf.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void* entry_point = NULL;
void* base_addr = NULL;
extern char _start;

/// given argv[0] will populate global entry_pont
void read_elf_header(const char* elfFile) {
  // switch to Elf32_Ehdr for x86 architecture.
  Elf64_Ehdr header;
  FILE* file = fopen(elfFile, "rb");
  if(file) {
    fread(&header, 1, sizeof(header), file);
    if (memcmp(header.e_ident, ELFMAG, SELFMAG) == 0) {
        printf("Entry point from file: %p\n", (void *) header.e_entry);
        entry_point = (void*)header.e_entry;
        base_addr = (void*) ((long)&_start - (long)entry_point);
    }
    fclose(file);
  }
}

/// print stacktrace
void bt() {
    static const int MAX_STACK = 30;
    void *array[MAX_STACK];
    auto size = backtrace(array, MAX_STACK);
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        printf("%p ", (long)array[i]-(long)base_addr );
    }
    printf("\n");
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    read_elf_header(argv[0]);
    printf("&_start = %p\n",&_start);
    printf("base address is: %p\n", base_addr);
    bt();

    // elf header is also in memory, but to find it I have to already have base address
    Elf64_Ehdr * ehdr_addr = (Elf64_Ehdr *) base_addr;
    printf("Entry from memory: %p\n", (void *) ehdr_addr->e_entry);

    return 0;
}

样本输出：

Entry point from file: 0x10c0
&_start = 0x5648eeb150c0
base address is: 0x5648eeb14000
0x1321 0x13ee 0x29540f8ed09b 0x10ea 
Entry from memory:  0x10c0

然后我可以

$ addr2line -e a.out 0x1321 0x13ee 0x29540f8ed09b 0x10ea
/tmp/elf2.c:30
/tmp/elf2.c:45
??:0
??:?

没有访问权限，如何获得基本地址argv？我可能需要先打印跟踪main()（全局变量的初始化）。不能选择打开ASLR或PIE。

Answer 1

如何在不访问argv的情况下获取基址？我可能需要在main（）之前打印跟踪

有几种方法：

1. 如果/proc已安装（几乎总是这样），则可以从中读取ELF标头/proc/self/exe。
2. 您可以使用dladdr1()，如Antti Haapala的答案所示。
3. 您可以使用_r_debug.r_map，它指向已加载的ELF图像的链接列表。该列表中的第一个条目对应于a.out，并且l_addr包含您要查找的重定位。该解决方案等效于dladdr1，但不需要链接libdl。

您能否提供3的示例代码？

当然：

#include <link.h>
#include <stdio.h>

extern char _start;
int main()
{
  uintptr_t relocation = _r_debug.r_map->l_addr;
  printf("relocation: %p, &_start: %p, &_start - relocation: %p\n",
         (void*)relocation, &_start, &_start - relocation);
  return 0;
}

gcc -Wall -fPIE -pie t.c && ./a.out
relocation: 0x555d4995e000, &_start: 0x555d4995e5b0, &_start - relocation: 0x5b0

2和3是否都可移植？

我认为它们同样具有可移植性：dladdr1是Solaris上也存在的GLIBC扩展。_r_debug早于Linux，也可以在Solaris上运行（我实际上没有检查过，但我相信可以）。它也可以在其他ELF平台上运行。

Answer 2

这段代码产生与base_addrLinux 上相同的值：

#define _GNU_SOURCE
#include <dlfcn.h>
#include <link.h>

Dl_info info;
void *extra = NULL;
dladdr1(&_start, &info, &extra, RTLD_DL_LINKMAP);
struct link_map *map = extra;
printf("%#llx", (unsigned long long)map->l_addr);

手册dladdr1页显示以下内容RTLD_DL_LINKMAP：

RTLD_DL_LINKMAP

获取指向匹配文件的链接映射的指针。extra_info 参数指向一个link_map结构体指针（即struct link_map **），定义如下：

  struct link_map {
      ElfW(Addr) l_addr;  /* Difference between the
                             address in the ELF file and
                             the address in memory */
      char      *l_name;  /* Absolute pathname where
                             object was found */
      ElfW(Dyn) *l_ld;    /* Dynamic section of the
                             shared object */
      struct link_map *l_next, *l_prev;
                          /* Chain of loaded objects */
      /* Plus additional fields private to the
         implementation */
  };

请注意，-ldl需要链接动态加载例程。