考虑以下AMD64汇编程序:
.globl _start
_start:
xorl %edi, %edi
movl $60, %eax
syscall
如果我使用
gcc -nostdlib
进行编译并运行ldd a.out
,则会得到以下信息: statically linked
如果我改为使用
gcc -static -nostdlib
编译并运行ldd a.out
,则会得到以下信息: not a dynamic executable
statically linked
和not a dynamic executable
有什么区别?如果我的二进制文件已经静态链接,为什么添加-static
会产生任何影响? 最佳答案
这里有两件事:
与
#!/bin/sh
类似,但对于二进制文件,应在_start
之前运行。这是静态可执行文件与动态可执行文件之间的区别。
显然,这是
ldd
所称的“静态链接”,即您在构建时可能链接的任何库都是静态库。 诸如
file
和readelf
之类的其他工具可提供更多信息,并使用与您期望的术语相匹配的术语。您的GCC是configured so
-pie
is the default,对于没有动态库的特殊情况,gcc不会产生静态派。gcc -nostdlib
只是使一个PIE碰巧不链接到任何库,但在其他方面与普通PIE相同,但指定了ELF解释器。ldd
令人困惑地称其为“静态链接”。 file
:ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 ...
gcc -nostdlib -static
会覆盖-pie
的默认值,并使其成为真正的静态可执行文件。file
:ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked ...
gcc -nostdlib -no-pie
还选择使静态可执行文件作为根本没有动态库的情况的优化。由于无论如何都无法对非PIE可执行文件进行ASLR处理,因此这很有意义。逐字节与-static
的情况相同。 gcc -nostdlib -static-pie
使ASLRable可执行文件不需要ELF解释器。默认情况下,GCC不会对gcc -pie -nostdlib
执行此操作,这与无派情况不同,在这种情况下,当不涉及动态链接库时,它会选择回避ld.so
。file
:ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked ...
-static-pie
晦涩难懂,很少使用,并且较旧的file
不会将其标识为静态链接。 -nostdlib
并不意味着-no-pie
或-static
,必须明确指定-static-pie
才能实现。gcc -static-pie
调用ld -static -pie
,因此ld
必须知道这意味着什么。与不需要显式请求动态可执行文件的非PIE情况不同,如果将ld
传递给任何.so
库,则只会得到一个。我认为这就是为什么您碰巧从gcc -nostdlib -no-pie
获得静态可执行文件的原因-GCC不必做任何特殊的事情,只是ld
进行了优化。但是即使指定了
ld
,即使没有链接的共享库,-static
也不会隐式启用-pie
。细节
使用
gcc --version
gcc(Arch Linux 9.3.0-1)9.3.0生成的示例ld --version
GNU ld(GNU Binutils)2.34(也readelf是binutils)ldd --version
ldd(GNU libc)2.31file --version
文件-5.38-请注意,在最近的补丁程序中静态派检测已更改,而Ubuntu则选择了未发布的补丁程序。 (感谢@Joseph的侦探工作)-this in 2019检测到dynamic =具有PT_INTERP来处理静态饼,但基于PT_DYNAMIC却检测到reverted,因此共享库计为dynamic
。 debian bug #948269。 static-pie
是一个不起眼的很少使用的功能。GCC最终以指定的动态链接器路径运行
ld -pie exit.o
,并且没有库。 (还有许多其他选项来支持可能的LTO链接时间优化,但是这里的键是-dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -pie
。collect2
只是ld
的包装。)$ gcc -nostdlib exit.s -v # output manually line wrapped with \ for readability
...
COLLECT_GCC_OPTIONS='-nostdlib' '-v' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/collect2 \
-plugin /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/liblto_plugin.so \
-plugin-opt=/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/lto-wrapper \
-plugin-opt=-fresolution=/tmp/ccoNx1IR.res \
--build-id --eh-frame-hdr --hash-style=gnu \
-m elf_x86_64 -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -pie \
-L/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0 \
-L/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/../../../../lib -L/lib/../lib \
-L/usr/lib/../lib \
-L/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/../../.. \
/tmp/cctm2fSS.o
您将获得一个动态PIE,而无需依赖其他库。运行它仍然会在它上调用“ELF解释器”
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2
,然后在跳转到_start
之前运行。 (尽管内核已经将可执行文件的ELF段以及ld.so的text/data/bss映射到ASLRed虚拟地址)。file
和readelf更具描述性。来自
gcc -nostdlib
的PIE非静态可执行文件$ gcc -nostdlib exit.s -o exit-default
$ ls -l exit-default
-rwxr-xr-x 1 peter peter 13536 May 2 02:15 exit-default
$ ldd exit-default
statically linked
$ file exit-default
exit-default: ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=05a4d1bdbc94d6f91cca1c9c26314e1aa227a3a5, not stripped
$ readelf -a exit-default
...
Type: DYN (Shared object file)
Machine: Advanced Micro Devices X86-64
Version: 0x1
Entry point address: 0x1000
...
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr
FileSiz MemSiz Flags Align
PHDR 0x0000000000000040 0x0000000000000040 0x0000000000000040
0x00000000000001f8 0x00000000000001f8 R 0x8
INTERP 0x0000000000000238 0x0000000000000238 0x0000000000000238
0x000000000000001c 0x000000000000001c R 0x1
[Requesting program interpreter: /lib64/ld-linux-x86-64.so.2]
LOAD 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x00000000000002b1 0x00000000000002b1 R 0x1000
LOAD 0x0000000000001000 0x0000000000001000 0x0000000000001000
0x0000000000000009 0x0000000000000009 R E 0x1000
... (the Read+Exec segment to be mapped at virt addr 0x1000 is where your text section was linked.)
如果您跟踪它,还可以看到不同之处:
$ gcc -nostdlib exit.s -o exit-default
$ strace ./exit-default
execve("./exit-default", ["./exit-default"], 0x7ffe1f526040 /* 51 vars */) = 0
brk(NULL) = 0x5617eb1e4000
arch_prctl(0x3001 /* ARCH_??? */, 0x7ffcea703380) = -1 EINVAL (Invalid argument)
access("/etc/ld.so.preload", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)
mmap(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f9ff5b3e000
arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7f9ff5b3ea80) = 0
mprotect(0x5617eabac000, 4096, PROT_READ) = 0
exit(0) = ?
+++ exited with 0 +++
与
-static
和-static-pie
相比,在用户空间中执行的第一条指令是您的_start
(您也可以使用starti
与GDB进行检查)。$ strace ./exit-static-pie
execve("./exit-static-pie", ["./exit-static-pie"], 0x7ffcdac96dd0 /* 51 vars */) = 0
exit(0) = ?
+++ exited with 0 +++
gcc -nostdlib -static-pie
$ gcc -nostdlib -static-pie exit.s -o exit-static-pie
$ ls -l exit-static-pie
-rwxr-xr-x 1 peter peter 13440 May 2 02:18 exit-static-pie
peter@volta:/tmp$ ldd exit-static-pie
statically linked
peter@volta:/tmp$ file exit-static-pie
exit-static-pie: ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, BuildID[sha1]=daeb4a8f11bec1bb1aaa13cd48d24b5795af638e, not stripped
$ readelf -a exit-static-pie
...
Type: DYN (Shared object file)
Machine: Advanced Micro Devices X86-64
Version: 0x1
Entry point address: 0x1000
...
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr
FileSiz MemSiz Flags Align
LOAD 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x0000000000000229 0x0000000000000229 R 0x1000
LOAD 0x0000000000001000 0x0000000000001000 0x0000000000001000
0x0000000000000009 0x0000000000000009 R E 0x1000
... (no Interp header, but still a read+exec text segment)
请注意,地址仍然相对于镜像库,而ASLR则由内核决定。
令人惊讶的是,
ldd
并未说它不是动态可执行文件。 这可能是一个错误,或者是某些实现细节的副作用。gcc -nostdlib -static
传统非PIE老式静态可执行文件$ gcc -nostdlib -static exit.s -o exit-static
$ ls -l exit-static
-rwxr-xr-x 1 peter peter 4744 May 2 02:26 exit-static
peter@volta:/tmp$ ldd exit-static
not a dynamic executable
peter@volta:/tmp$ file exit-static
exit-static: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, BuildID[sha1]=1b03e3d05709b7288fe3006b4696fd0c11fb1cb2, not stripped
peter@volta:/tmp$ readelf -a exit-static
ELF Header:
...
Type: EXEC (Executable file)
Machine: Advanced Micro Devices X86-64
Version: 0x1
Entry point address: 0x401000
... (Note the absolute entry-point address nailed down at link time)
(And that the ELF type is EXEC, not DYN)
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr
FileSiz MemSiz Flags Align
LOAD 0x0000000000000000 0x0000000000400000 0x0000000000400000
0x000000000000010c 0x000000000000010c R 0x1000
LOAD 0x0000000000001000 0x0000000000401000 0x0000000000401000
0x0000000000000009 0x0000000000000009 R E 0x1000
NOTE 0x00000000000000e8 0x00000000004000e8 0x00000000004000e8
0x0000000000000024 0x0000000000000024 R 0x4
Section to Segment mapping:
Segment Sections...
00 .note.gnu.build-id
01 .text
02 .note.gnu.build-id
...
这些都是程序头。与pie/static-pie不同,我没有遗漏任何东西,只是readelf
-a
输出的其他整个部分。还要注意程序头中的绝对虚拟地址,它不能使内核选择在虚拟地址空间中映射文件的位置。这是ELF对象的EXEC和DYN类型之间的区别。 PIE可执行文件是带有入口点的共享对象,这使我们可以获取主要可执行文件的ASLR。实际的EXEC可执行文件具有链接时选择的内存布局。
两种情况下,
ldd
显然仅报告“不是动态可执行文件”:关于linux - Linux ldd上的 “statically linked”和 “not a dynamic executable”有什么区别?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题:https://stackoverflow.com/questions/61553723/