c - 为什么指令在内存用户空间顶部的地址与linux进程内存布局相反？

Question

#include <stdio.h>
void func() {}

int main() {
    printf("%p", &func);

    return 0;
}

该程序输出了 0x55c4cda9464a假设 func将存储在 .text部分中，并且根据此图，来自 CS:APP:
我想 func的地址应该在 .text节的起始地址附近，但是这个地址应该在中间。为什么会这样呢？存储在堆栈中的局部变量的地址接近2 ^ 48-1，但是我试图反汇编不同的C代码，并且指令始终位于 0x55...地址周围。

Answer 1

gcc与--enable-default-pie 1(默认设置)一起配置时，会生成Position Independent Executables(PIE)。这意味着装入地址与在编译时指定的链接器不同(x86_64为0x400000)。这是一种安全机制，因此可以启用Address Space Layout Randomization(ASLR)2。也就是说，默认情况下，gcc使用 -pie 选项进行编译。
如果使用-no-pie选项(gcc -no-pie file.c)进行编译，则可以看到func的地址更接近0x400000。
在我的系统上，我得到:

$ gcc -no-pie t.c
$ ./a.out 
0x401132

您还可以使用 readelf 检查加载地址:

$ readelf -Wl a.out | grep LOAD
 LOAD           0x000000 0x0000000000400000 0x0000000000400000 0x000478 0x000478 R   0x1000
 LOAD           0x001000 0x0000000000401000 0x0000000000401000 0x0001f5 0x0001f5 R E 0x1000
 LOAD           0x002000 0x0000000000402000 0x0000000000402000 0x000158 0x000158 R   0x1000
 LOAD           0x002e10 0x0000000000403e10 0x0000000000403e10 0x000228 0x000230 RW  0x1000

1您可以使用 gcc --verbose进行检查。
2您可能还会注意到，程序每次打印的地址都不同。那是因为ASLR。您可以使用以下方法禁用它:

$ echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space

默认情况下，Linux上启用了ASLR。