Jaka jest opcja-fPIE dla plików wykonywalnych niezależnych od pozycji w gcc i ld?

Minimal runnable przykład: GDB the executable twice

Dla tych, którzy chcą zobaczyć jakąś akcję:

printf '
#include <stdio.h>
int main() {
    puts("hello world");
}
' > main.c
gcc -std=c99 -pie -fpie -ggdb3 -o pie main.c
gcc -std=c99 -no-pie -fno-pie -ggdb3 -o nopie main.c
echo 2 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space
gdb -batch -nh -ex 'set disable-randomization off' \
  -ex 'start' -ex 'info line' \
  -ex 'start' -ex 'info line' \
  ./pie
gdb -batch -nh -ex 'set disable-randomization off' \
  -ex 'start' -ex 'info line' \
  -ex 'start' -ex 'info line' \
  ./nopie

Dla tego z -pie, widzimy, że adres main zmienia się między runami:

Temporary breakpoint 1 at 0x7a9: file memory_layout.c, line 31.
[Thread debugging using libthread_db enabled]
Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1".

Temporary breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7ffe57d75318) at memory_layout.c:31
31      int main(int argc, char **argv) {
Line 31 of "memory_layout.c" starts at address 0x55db0066b79a <main> and ends at 0x55db0066b7a9 <main+15>.
Temporary breakpoint 2 at 0x55db0066b7a9: file memory_layout.c, line 31.
[Thread debugging using libthread_db enabled]
Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1".

Temporary breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7ffd03b67d68) at memory_layout.c:31
31      int main(int argc, char **argv) {
Line 31 of "memory_layout.c" starts at address 0x563910ccd79a <main> and ends at 0x563910ccd7a9 <main+15>.

Więc w tym przykładzie adres dla pierwszego uruchomienia to 0x55db0066b79a, a dla drugiego 0x563910ccd79a.

Ale dla tego z -no-pie, adres main pozostaje ten sam 0x400627 dla obu przebiegów:

Temporary breakpoint 1 at 0x400636: file ./memory_layout.c, line 28.

Temporary breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7ffd5f69c8b8) at ./memory_layout.c:28
warning: Source file is more recent than executable.
28      int bss = 0;
Line 28 of "./memory_layout.c" starts at address 0x400627 <main> and ends at 0x400636 <main+15>.
Temporary breakpoint 2 at 0x400636: file ./memory_layout.c, line 28.

Temporary breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7ffdd9f74bd8) at ./memory_layout.c:28
28      int bss = 0;
Line 28 of "./memory_layout.c" starts at address 0x400627 <main> and ends at 0x400636 <main+15>.

echo 2 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space zapewnia, że ASLR jest włączony (domyślnie w Ubuntu 17.10): Jak mogę tymczasowo wyłączyć ASLR (randomizację układu przestrzeni adresowej)? / Zapytaj Ubuntu .

set disable-randomization off czy w przeciwnym razie GDB, jak sama nazwa wskazuje, domyślnie wyłącza ASLR dla procesu, aby dać stałe adresy w różnych seriach, aby poprawić doświadczenie debugowania: różnica między adresami gdb i "prawdziwymi" adresami? / Stack Overflow

readelf fun

Ponadto możemy również zauważyć, że:

readelf -s ./nopie | grep main

Daje rzeczywisty adres ładowania runtime:

69: 0000000000400627   370 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 main

While:

readelf -s ./pie | grep main

Daje tylko przesunięcie:

70: 000000000000079a   401 FUNC    GLOBAL DEFAULT   14 main

Wyłączając ASLR (z randomize_va_space lub set disable-randomization off), GDB zawsze podaje main adres: 0x5555555547a9, więc wnioskujemy, że adres -pie składa się z:

0x555555554000 + random offset + symbol offset (79a)

TODO gdzie jest 0x555555554000 zakodowany na twardo w jądrze Linuksa / glibc loader / wherever? jak określa się adres sekcji tekstowej pliku wykonywalnego PIE w Linuksie?

Sprawdzone w Ubuntu 18.04.

Podobne pytanie: Jak mogę stwierdzić, z czymś takim jak objdump, czy plik obiektowy został zbudowany z-fPIC?