c - 如果全局变量的地址在 ELF 中被硬编码，那么它们如何随机化？

Question

我在几个地方读到 ASLR 应该在每次运行程序时在随机地址加载 .data 部分，这意味着全局变量的地址应该不同。但是，如果我有以下代码:

int global_var = 42;

int main()
{
    global_var = 10;
    return 0;
}

我用 gcc -fpie -o global global.c 编译它，objdump -d -M intel 显示如下:

  4004ed:   55                      push   rbp
  4004ee:   48 89 e5                mov    rbp,rsp
  4004f1:   c7 05 3d 0b 20 00 0a    mov    DWORD PTR [rip+0x200b3d],0xa        # 601038 <global_var>

似乎 global_var 将始终放置在 601038。实际上，如果我使用调试符号进行编译，global_var 的 DIE 会对该地址进行硬编码:

$ gcc -ggdb3 -fpie -o global global.c
$ objdump --dwarf=info global
...
<1><55>: Abbrev Number: 4 (DW_TAG_variable)
   <56>   DW_AT_name        : (indirect string, offset: 0x30c): global_var  
   <5a>   DW_AT_decl_file   : 1 
   <5b>   DW_AT_decl_line   : 1 
   <5c>   DW_AT_type        : <0x4e>    
   <60>   DW_AT_external    : 1 
   <60>   DW_AT_location    : 9 byte block: 3 38 10 60 0 0 0 0 0    (DW_OP_addr: 601038)

ASLR 在这些情况下如何工作？

Answer 1

反汇编的指令输出为您提供 601038 作为相对于任意基数 (0x400000) 的便利，但请阅读实际指令；它正在写入 DWORD PTR [rip+0x200b3d]。 rip 是指令指针。代码和数据相对于彼此处于固定偏移量；随机化基地址不会改变这一点。通过使用指令指针加载，它正在使用一个已经包含 ASLR 重定位的地址。

描述中方便映射到601038是因为散落在整个代码中的rip的固定偏移量都依赖于指令所在的位置，所以它们是不对指令位置进行调整就无法比较；反汇编器虽然知道指令偏移量，因此它可以减去该指令偏移量，以便您获得通用 0x400000 基址的全局可比较地址。