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我正在尝试在 64 位 x86 环境中的 Linux 上加载使用“gcc -m32 test.c -o test.exe”编译的 ELF 文件。我正在尝试在具有以下核心逻辑（32 位 ELF）的用户空间 ELF 加载器中加载该 32 位文件（test.exe）。

问题是调用返回的起始地址会导致分段错误核心转储。这是代码：

void *image_load (char *elf_start, unsigned int size)
{
    Elf32_Ehdr      *hdr    = NULL;
    Elf32_Phdr      *phdr   = NULL;
    unsigned char   *start  = NULL;
    Elf32_Addr      taddr   = 0;
    Elf32_Addr      offset  = 0;
    int i = 0;
    unsigned char *exec = NULL;
    Elf32_Addr      estart = 0;

    hdr = (Elf32_Ehdr *) elf_start;

    if(!is_image_valid(hdr)) {
        printk("image_load:: invalid ELF image\n");
        return 0;
    }

    exec = (unsigned char *)mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC,
                      MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);

    if(!exec) {
        printk("image_load:: error allocating memory\n");
        return 0;
    }

    // Start with clean memory.
    memset(exec,0x0,size);

    phdr = (Elf32_Phdr *)(elf_start + hdr->e_phoff);

    for(i=0; i < hdr->e_phnum; ++i) {
            if(phdr[i].p_type != PT_LOAD) {
                    continue;
            }
            if(phdr[i].p_filesz > phdr[i].p_memsz) {
                    printk("image_load:: p_filesz > p_memsz\n");
                    munmap(exec, size);
                    return 0;
            }
            if(!phdr[i].p_filesz) {
                    continue;
            }

            // p_filesz can be smaller than p_memsz,
            // the difference is zeroe'd out.
            start = (unsigned char *) (elf_start + phdr[i].p_offset);
            // taddr = phdr[i].p_vaddr + (Elf32_Addr)exec;
            if(!estart) {
                estart = phdr[i].p_paddr;
            }
            taddr = (Elf32_Addr)exec + offset + (phdr[i].p_paddr - estart);
            memmove((unsigned char *)taddr,
                    (unsigned char *)start,phdr[i].p_filesz);
            offset += (phdr[i].p_memsz + (phdr[i].p_paddr - estart));

            if(!(phdr[i].p_flags & PF_W)) {
                    // Read-only.
                    mprotect((unsigned char *) taddr, 
                              phdr[i].p_memsz,
                              PROT_READ);
            }

            if(phdr[i].p_flags & PF_X) {
                    // Executable.
                    mprotect((unsigned char *) taddr, 
                            phdr[i].p_memsz,
                            PROT_EXEC);
            }
    }

    return (void *)((hdr->e_entry - estart) + (Elf32_Addr)exec);

}/* image_load */

...
    int (*main)(int, char **)=image_load(...);
    main(argc,argv); // Crash...
...
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3 回答 3

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请提供完整的可运行代码，包括您尝试加载的 ELF。我花时间尽可能地修改你的代码，它似乎工作，至少对于这个简单的代码。

请注意，加载器也必须编译为 32 位代码，不能将 32 位文件加载到 64 位进程中。此外，由于您没有在原始位置加载代码，因此它必须是可重定位的。最后，它必须是静态二进制文件，因为您没有加载任何库。

更新：您的代码期望加载代码的入口点符合int (*main)(int, char **)原型，这通常不是这种情况（旁注：main实际上也获得了第三个参数，即环境）。阅读ELF 的启动状态。如果您手动创建那里描述的堆栈布局，您必须跳转到入口点，并且永远不会返回。如果是 C 程序，您可以挖掘出main与原型匹配的地址。但是，您随后会跳过 C 库的初始化（请记住，您的代码不执行库加载，因此加载的程序必须静态链接），这可能是一个问题。

我通过解析 libc 引用和调用main.

装载机.c：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <libelf.h>
#include <sys/mman.h>
#include <dlfcn.h>

void printk(const char* msg)
{
    fputs(msg, stderr);
}

int is_image_valid(Elf32_Ehdr *hdr)
{
    return 1;
}

void *resolve(const char* sym)
{
    static void *handle = NULL;
    if (handle == NULL) {
        handle = dlopen("libc.so", RTLD_NOW);
    }
    return dlsym(handle, sym);
}

void relocate(Elf32_Shdr* shdr, const Elf32_Sym* syms, const char* strings, const char* src, char* dst)
{
    Elf32_Rel* rel = (Elf32_Rel*)(src + shdr->sh_offset);
    int j;
    for(j = 0; j < shdr->sh_size / sizeof(Elf32_Rel); j += 1) {
        const char* sym = strings + syms[ELF32_R_SYM(rel[j].r_info)].st_name;
        switch(ELF32_R_TYPE(rel[j].r_info)) {
            case R_386_JMP_SLOT:
            case R_386_GLOB_DAT:
                *(Elf32_Word*)(dst + rel[j].r_offset) = (Elf32_Word)resolve(sym);
                break;
        }
    }
}

void* find_sym(const char* name, Elf32_Shdr* shdr, const char* strings, const char* src, char* dst)
{
    Elf32_Sym* syms = (Elf32_Sym*)(src + shdr->sh_offset);
    int i;
    for(i = 0; i < shdr->sh_size / sizeof(Elf32_Sym); i += 1) {
        if (strcmp(name, strings + syms[i].st_name) == 0) {
            return dst + syms[i].st_value;
        }
    }
    return NULL;
}

void *image_load (char *elf_start, unsigned int size)
{
    Elf32_Ehdr      *hdr     = NULL;
    Elf32_Phdr      *phdr    = NULL;
    Elf32_Shdr      *shdr    = NULL;
    Elf32_Sym       *syms    = NULL;
    char            *strings = NULL;
    char            *start   = NULL;
    char            *taddr   = NULL;
    void            *entry   = NULL;
    int i = 0;
    char *exec = NULL;

    hdr = (Elf32_Ehdr *) elf_start;

    if(!is_image_valid(hdr)) {
        printk("image_load:: invalid ELF image\n");
        return 0;
    }

    exec = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC,
                      MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);

    if(!exec) {
        printk("image_load:: error allocating memory\n");
        return 0;
    }

    // Start with clean memory.
    memset(exec,0x0,size);

    phdr = (Elf32_Phdr *)(elf_start + hdr->e_phoff);

    for(i=0; i < hdr->e_phnum; ++i) {
            if(phdr[i].p_type != PT_LOAD) {
                    continue;
            }
            if(phdr[i].p_filesz > phdr[i].p_memsz) {
                    printk("image_load:: p_filesz > p_memsz\n");
                    munmap(exec, size);
                    return 0;
            }
            if(!phdr[i].p_filesz) {
                    continue;
            }

            // p_filesz can be smaller than p_memsz,
            // the difference is zeroe'd out.
            start = elf_start + phdr[i].p_offset;
            taddr = phdr[i].p_vaddr + exec;
            memmove(taddr,start,phdr[i].p_filesz);

            if(!(phdr[i].p_flags & PF_W)) {
                    // Read-only.
                    mprotect((unsigned char *) taddr,
                              phdr[i].p_memsz,
                              PROT_READ);
            }

            if(phdr[i].p_flags & PF_X) {
                    // Executable.
                    mprotect((unsigned char *) taddr,
                            phdr[i].p_memsz,
                            PROT_EXEC);
            }
    }

    shdr = (Elf32_Shdr *)(elf_start + hdr->e_shoff);

    for(i=0; i < hdr->e_shnum; ++i) {
        if (shdr[i].sh_type == SHT_DYNSYM) {
            syms = (Elf32_Sym*)(elf_start + shdr[i].sh_offset);
            strings = elf_start + shdr[shdr[i].sh_link].sh_offset;
            entry = find_sym("main", shdr + i, strings, elf_start, exec);
            break;
        }
    }

    for(i=0; i < hdr->e_shnum; ++i) {
        if (shdr[i].sh_type == SHT_REL) {
            relocate(shdr + i, syms, strings, elf_start, exec);
        }
    }

   return entry;

}/* image_load */

int main(int argc, char** argv, char** envp)
{
    int (*ptr)(int, char **, char**);
    static char buf[1048576];
    FILE* elf = fopen(argv[1], "rb");
    fread(buf, sizeof buf, 1, elf);
    ptr=image_load(buf, sizeof buf);
    return ptr(argc,argv,envp);
}

精灵.c：

#include <stdio.h>

int main()
{
    fprintf(stdout, "Hello world! fprintf=%p, stdout=%p\n", fprintf, stdout);
    return 0;
}

测试运行：

$ gcc -m32 -g -Wall -ldl -o loader loader.c
$ gcc -m32 -pie -fPIE -o elf elf.c
$ ./loader elf
Hello world! fprintf=0xf7612420, stdout=0xf770e4c0
于 2012-12-17T14:26:02.047 回答
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exec = (unsigned char *)mmap(NULL, size, ...

这会尝试在任意地址加载可执行文件。非 PIE 可执行文件只能在其链接的地址加载（通常0x08048000在 Linux/ix86 上）。

问题似乎出在您尝试加载 C 程序（甚至是打印 hello world 的简单程序）时。

如果该程序是动态链接的，那么它绝非简单，而且您的加载器还有很多事情要做：加载和重新定位相关的共享库，修复and等等。GOTTLS

于 2012-12-18T07:49:20.360 回答
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利用

exec = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC,
                  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, hdr, 0);

代替

exec = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC,
                  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);
于 2013-03-13T14:07:35.290 回答