在 ASLR 系统上运行非位置无关的可执行文件答案

【问题标题】：Running non position independent executable on ASLR system在 ASLR 系统上运行非位置无关的可执行文件
【发布时间】：2018-05-29 07:51:14
【问题描述】：

ASLR 在我的机器上处于活动状态：

$ cat /proc/sys/kernel/randomize_va_space
2

$ ldd prog.out 
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fffcf0cf000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fed500e9000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fed504b3000)

$ ldd prog.out
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffc0e3d5000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f6aa4ba1000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f6aa4f6b000)

所以看来/意味着gcc 默认使用pie，因为我使用简单gcc -o prog.out some_source.c 构建的每个可执行文件默认都能够在不同的地址中运行。

但是，gcc -v 的输出不包含任何默认的pie 配置：

$ gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9/lto-wrapper
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 4.9.3-13ubuntu2' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-4.9/README.Bugs --enable-languages=c,c++,java,go,d,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --program-suffix=-4.9 --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.9 --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --enable-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-plugin --with-system-zlib --disable-browser-plugin --enable-java-awt=gtk --enable-gtk-cairo --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.9-amd64/jre --enable-java-home --with-jvm-root-dir=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.9-amd64 --with-jvm-jar-dir=/usr/lib/jvm-exports/java-1.5.0-gcj-4.9-amd64 --with-arch-directory=amd64 --with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar --enable-objc-gc --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 4.9.3 (Ubuntu 4.9.3-13ubuntu2)

并且还在prog.out 上使用file 给出ELF 64-bit LSB executable 而不是ELF 64-bit LSB shared object 的文件类型（对于位置无关的可执行文件以及共享对象应该如此）：

$ file prog.out
prog.out: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=78586a68c607677ba529d5b0952232dab927eb9e, not stripped

所以通过查看gcc 默认标志和文件类型，似乎可执行文件不是pie，但它能够在ASLR 系统上执行，这是不可能的，那我是什么这里不见了？

我的机器：

$ uname -a
Linux ssg-dev-vb 4.13.0-41-generic #46~16.04.1-Ubuntu SMP Thu May 3 10:06:43 UTC 2018 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

【问题讨论】：

为什么您需要一个非 PIE 但动态链接的 ELF 可执行文件（在大多数都存在的系统上）？这个原因应该进入你的问题（这似乎是一些XY problem...）。所以请编辑你的问题来改进它，激发它并提供更多背景
@BasileStarynkevitch 我不需要任何东西，我试图了解ASLR 和（据称）非pie 可执行文件的组合，因为这样的可执行文件实际上不能在ASLR 系统上运行
但是 PIE ELF 可执行文件不被file描述为共享对象@
@BasileStarynkevitch 在线指南另有说法，以及缺少默认 pie 的 gcc 标志呢？
在您的机器上运行两次cat /proc/self/maps。您将看到 ASLR 甚至可以在可执行二进制文件上工作，该二进制文件从一次运行到下一次映射到不同的地址。 ASLR 也适用于execve(2)

标签： linux ubuntu gcc aslr

【解决方案1】：

可执行文件与位置相关（在ldd 中未显示）输出。这些库仍然与位置无关，并由内核映射到随机起始地址。要禁用它，您需要在setarch x86_64 -R 或gdb 下运行程序（这会禁用随机化以帮助在调试过程中重现性）。

【讨论】：

但 ASLR 处于活动状态。如果可执行文件与位置相关，它如何使用 ASLR 执行？
内核加载主可执行文件，并为其选择一个固定地址。即使使用 ASLR，应用程序也可以使用mmap 选择固定地址，因为内核仍然遵循地址提示（如果可能的话）。当然，还有MAP_FIXED。