如何在C语言中在运行时访问解释器路径地址?

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如何在C语言中在运行时访问解释器路径地址?

通过使用objdump命令，我发现内存中的地址0x02a8包含了路径/lib64/ld-linux-x86-64.so.2，而且由于C标准的原因，这个路径以0x00字节结尾。

因此，我尝试编写一个简单的C程序来打印这行代码（我使用了书籍《RE for beginners》中的示例-第24页）：

#include 
int main(){
    printf(0x02a8);
    return 0;
}

但是令我失望的是，我得到的是一个段错误，而不是预期的/lib64/ld-linux-x86-64.so.2输出。

我觉得使用这种没有指定符号或至少指针转换的"快速"调用printf很奇怪，所以我试图让代码更自然一些：

#include 
int main(){
    char *p = (char*)0x02a8;
    printf(p);
    printf("\n");
    return 0;
}

但是即使运行这段代码，我仍然得到了一个段错误。

我不相信这是由于受限制的内存区域造成的，因为在书中，第一次尝试就一切正常。我不确定，也许还有其他没在书中提到的东西。

所以我需要一些清晰的解释，为什么每次运行程序时都会出现段错误。

我正在使用最新的完全升级的Kali Linux版本。

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问题的原因是在Linux上使用GCC编译生成的ELF可执行文件是位置无关的。这是为了安全考虑，当程序运行时，操作系统可以将其放置在内存中的任何位置，并且程序仍然可以正常工作。这种技术被称为地址空间布局随机化（ASLR），是操作系统的一个特性，默认情况下启用。

通常，ELF程序会有一个“基地址”，并且必须加载到该地址才能正常工作。然而，在位置无关的ELF中，“基地址”被设置为0x0，操作系统和解释器会在运行时决定将程序放置在何处。

当对位置无关的可执行文件使用objdump时，你看到的每个地址都不是真实地址，而是相对于程序基地址的偏移量（只有在运行时才能知道基地址）。因此，只有在运行时才能知道字符串（或任何其他变量）的位置。

解决方法是编译一个非位置无关的ELF。可以通过以下方式实现：

gcc -no-pie -fno-pie prog.c -o prog

编译方式更改后，通过objdump可以看到全新的0x4002a8地址，与之前的0x02a8地址类似，看起来更像是真实的地址。但是仍然会出现段错误。解决方法是以与objdump参数程序相同的方式编译“打印路径”程序，加上-no-pie选项。

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在C语言中，我们如何在运行时访问解释器路径地址？

问题的出现原因是由于现代64位Linux操作系统中的可执行文件是位置无关的，并且它们会在内存中加载到任意地址。因此，ELF文件不包含任何固定的基地址。

解决方法之一是创建一个位置相关的可执行文件，但这并不适用于现代64位Linux操作系统中的任意可执行文件。因此，更值得学习如何处理位置无关的可执行文件，但这可能有点棘手。

以下代码可以用于打印ELF即ELF文件头的magic值和解释器字符串。这种方法可能只适用于较小的可执行文件。

#include 
#include 
#include 
int main(){
    // 将main函数转换为uintptr_t类型
    uintptr_t main_addr = (uintptr_t)main;
    // 清除低12位，使其指向页面的开始
    main_addr &= ~0xFFFLLU;
    // 减去一页，使其位于elf头部...
    main_addr -= 0x1000;
    // 打印ELF的magic值
    puts((char *)main_addr);
    // 打印解释器字符串，从hexdump偏移量开始
    puts((char *)main_addr + 0x318);
}

还有另一种方法可以找到内存中ELF可执行文件的起始位置，即所谓的"辅助向量"和getauxval函数：

#include 
#include 
#include 
int main(){
    char *elf_header = (char *)getauxval(AT_PHDR) - 0x40;
    puts(elf_header + 0x318); // 或者使用你的可执行文件中的偏移量
}

最后，我们可以根据ELF头部的信息独立找到解释器的位置，前提是你有一个64位的ELF文件，使用Wikipedia中的魔术数：

#include 
#include 
#include 
int main() {
    // 获取第一个程序头部的指针
    char *ph = (char *)getauxval(AT_PHDR);
    // ELF头部在此位置
    char *elfh = ph - 0x40;
    // 段类型0x3是解释器；64位可执行文件中的程序头部项目长度为0x38
    while (*(uint32_t *)ph != 3) ph += 0x38;
    // 偏移量是从可执行文件的开头开始的64位，偏移量为0x8
    uint64_t offset = *(uint64_t *)(ph + 0x8);
    // 打印解释器路径...
    puts(elfh + offset);
}

我在答案中提供了Marco的链接，让他因为他在昨天比我更快地给出了有效的`-no-pie`解决方案而得到更多的赞。

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在C语言中，有一个问题是如何在运行时访问解释器路径地址。根据下面的内容，我们可以了解到这个问题的原因是由于在使用printf函数时，没有正确使用格式参数。

在使用printf函数时，第一个参数是一个字符串，用于指定显示的格式，而后面的参数是根据格式字符串来显示的数据。如果要打印一个字符串，应该使用%s格式参数。示例代码如下：

printf("%s\n", pointer_to_beginning_of_string);

如果这个解决方法不起作用，可能是因为尝试访问了不允许访问的内存。可以尝试在编译器中添加额外的标志“-Werror -Wextra -Wall -pedantic”来查看错误信息。

以上内容解释了在C语言中如何在运行时访问解释器路径地址的问题的原因和解决方法。

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