c - 在 ELF 文件中读取 .dynstr (strtab) 时出现段错误

Question

我正在尝试使用 C 语言读取二进制文件中使用的共享库的名称。到目前为止，我在 test.c 中有以下程序:

#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <elf.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char **argv) {
    const char *ls = NULL;
    int fd = -1;
    struct stat stat = {0};

    if (argc != 2) {
      printf("Missing arg\n");
      return 0;
    }

    // open the file in readonly mode
    fd = open(argv[1], O_RDONLY);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        goto cleanup;
    }

    // get the file size
    if (fstat(fd, &stat) != 0) {
        perror("stat");
        goto cleanup;
    }

    // put the file in memory
    ls = mmap(NULL, stat.st_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    if (ls == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        goto cleanup;
    }

    Elf64_Ehdr *eh = (Elf64_Ehdr *)ls;
    // looking for the PT_DYNAMIC segment
    for (int i = 0; i < eh->e_phnum; i++) {
        Elf64_Phdr *ph = (Elf64_Phdr *)((char *)ls + (eh->e_phoff + eh->e_phentsize * i));
        const char *strtab = NULL;
        if (ph->p_type == PT_DYNAMIC) {
            const Elf64_Dyn *dtag_table = (const Elf64_Dyn *)(ls + ph->p_offset);

            // looking for the string table
            for (int j = 0; 1; j++) {
                // the end of the dtag table is marked by DT_NULL
                if (dtag_table[j].d_tag == DT_NULL) {
                    break;
                }

                if (dtag_table[j].d_tag == DT_STRTAB) {
                  strtab = (const char *)dtag_table[j].d_un.d_ptr;
                  printf("string table addr: %p\n", strtab);
                }
            }

            // no string table ? we're stuck, bail out
            if (strtab == NULL) {
              printf("no strtab, abort\n");
              break;
            }

            // now, i print shared libraries
            for (int j = 0; 1; j++) {
                // the end of the dtag table is marked by DT_NULL
                if (dtag_table[j].d_tag == DT_NULL) {
                    break;
                }

                if (dtag_table[j].d_tag == DT_NEEDED) {
                  printf("too long: %d\n", &strtab[dtag_table[j].d_un.d_val] >= ls + stat.st_size);
                  printf("string offset in strtab: %lu\n", dtag_table[j].d_un.d_val);
                  printf("string from strtab: %s\n", &strtab[dtag_table[j].d_un.d_val]);
                }
            }

            // only go through the PT_DYNAMIC segment we found,
            // other segments dont matter
            break;
        }
    }

    // cleanup memory
    cleanup:
    if (fd != -1) {
        close(fd);
    }
    if (ls != MAP_FAILED) {
        munmap((void *)ls, stat.st_size);
    }

    return 0;
}

我编译它:

gcc -g -Wall -Wextra test.c

当我运行 ./a.out a.out(因此读取其自身的共享库)时，它似乎工作正常，我得到以下输出:

string table addr: 0x4003d8
too long: 0
string offset in strtab: 1
string from strtab: libc.so.6

但是，当我针对系统二进制文件运行它时，例如 /bin/ls，使用 ./a.out/bin/ls，然后我在第 78 行。

string table addr: 0x401030
too long: 0
string offset in strtab: 1
Segmentation fault (core dumped)

我不知道为什么。使用readelf 读取/bin/ls，我使用的地址似乎是正确的，字符串偏移量似乎也是正确的:

$ readelf -a /bin/ls | grep dynstr
...
[ 6] .dynstr           STRTAB           0000000000401030  00001030
...

$ readelf -p .dynstr /bin/ls
String dump of section '.dynstr':
  [     1]  libselinux.so.1
  ...

我做错了什么？

Answer 1

What am I doing wrong?

对于非 PIE 二进制文件，这是:

strtab = (const char *)dtag_table[j].d_un.d_ptr;

指向 .dynstr 的位置 如果该二进制文件实际在当前进程中运行。

如果二进制文件没有运行，您需要通过$where_mmaped - $load_addr 重新定位这个值。 $where_mmaped 是您的 ls 变量。 $load_addr 是静态链接加载二进制文件的地址(通常是第一个 PT_LOAD 段的 p_vaddr；对于 x86_64 二进制文件典型值为 0x400000)。

你会注意到这巧妙地解释了为什么 ./a.out a.out 有效:你从你自己的地址空间读取 .dynstr，同时使用 a.out 找出正确的偏移量。