为什么每次都从同一个内存地址执行一个函数？答案

【问题标题】：Why is a function executed from the same memory address each time?为什么每次都从同一个内存地址执行一个函数？
【发布时间】：2010-03-31 19:29:37
【问题描述】：

我正在反汇编一个可执行文件：

(gdb) disas main
Dump of assembler code for function main:
0x004012d0 <main+0>:    push   %ebp
0x004012d1 <main+1>:    mov    %esp,%ebp
...

每次内存地址都一样：0x004012d0。

内存地址不是操作系统动态分配的吗？

更新

现在我看到它是虚拟空间，它可以在某些平台上随机化。

有人可以发布更改的 gdb 转储吗？

【问题讨论】：

建议您相应地标记您的问题
不，没有必要将主题仅限于 windows。
基于有问题的 gdb 和基于 disassebmly 格式我猜这个问题起源于 Linux。看来我错了 - 有人可能也在使用 gdb for Windows。

标签： memory-management x86 disassembly relocation

【解决方案1】：

这取决于操作系统。大多数情况下，二进制文件的地址保持不变。这对于利用内存操作漏洞非常重要，例如缓冲区溢出。 Linux 下链接库的地址总是会因为 ASLR 而不同。在 Windows Vista 和 Windows 7 下，二进制文件的虚拟内存空间在每次执行时也是随机的，因此每次运行的函数地址都会不同。

【讨论】：

看来你错了，我只是尝试在linux中反汇编一个可执行文件，每次都一样。
请注意，The Rook 正在谈论库，因此您可能不会在 main 函数上看到这种效果
@Mask，是的，Linux 的 ASLR 不会随机化 TEXT 内存段中的内存。 Windows 7 和 vista 可以。 Linux 的 ASLR 将随机化 HEAP、STACK 和动态链接库。

【解决方案2】：

我认为这里的问题（至少在 Linux 上）可能是 gdb 试图从文档中提供帮助：

设置禁用随机化

设置禁用随机化

此选项（在 gdb 中默认启用）将关闭启动程序的虚拟地址空间。此选项对于多次调试很有用会话以使执行更好地重现性和内存地址可重复使用调试会话。

此功能仅在 gnu/Linux 上实现。您可以使用
获得相同的行为
         (gdb) set exec-wrapper setarch `uname -m` -R

http://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb/Starting.html

更新：我现在已经检查过了，对我来说确实是这样（运行 Linux 2.6.28）。编译一个简单的 Hello World 程序并在没有命令行参数的情况下启动 gdb（我们不想在覆盖 disable-randomization 设置之前加载程序）然后输入：

(gdb) set disable-randomization off
(gdb) file ./a.out
(gdb) break main
(gdb) run
(gdb) disas printf

程序每次运行时printf的地址都不一样。

【讨论】：

为什么不把地址贴在一起？

【解决方案3】：

是和不是。物理内存由操作系统分配，只有操作系统知道您的程序在物理 RAM 中的位置。您的程序只能看到虚拟地址，如果所有内容都以相同的顺序加载，虚拟地址将始终相同。

【讨论】：

【解决方案4】：

可执行重定位

一些可执行文件被设置为总是加载到相同的地址。有些设置为“可重新定位”。在 Visual Studio 链接器中控制此选项的选项称为 /FIXED。即使是这样的可执行文件也最常被加载到首选地址。较新的操作系统（Win7、Vista）随机化了一些可执行文件的加载地址以提高安全性（在未知地址加载的攻击进程更难）——这称为ASLR。注意：即使是标记为 /FIXED:NO 的可执行文件也不假定适用于 ASLR。开发者需要allow ASLR explicitly 获取可执行文件。

虚拟地址空间

注意：重要的是要了解进程拥有整个地址空间。多个进程有各自的地址空间，因此如果你多次启动同一个可执行文件，没有理由每次都不能在同一个地址加载它。

【讨论】：

ASLR是修改虚拟地址还是物理地址？
虚拟。物理地址总是会随着时间的推移而改变（即使在一次执行中），无论是否使用 ASLR，因为页面被换入和换出内存。
确切地说：物理地址是对您完全隐藏的东西。我已经为 Windows 游戏编程超过 10 年，甚至经常做一些低级的东西，但我从来不需要关心物理地址。说实话，我什至不知道如何检查某个内存页的物理地址。
@Suma，你能发布一个实际改变的 gdb 转储吗？
对不起，我现在的电脑是XP的，不知道怎么在XP上演示。使用 Vista 和标记为“/DYNAMICBASE”的可执行文件应该相当容易。

【解决方案5】：

这是一个虚拟地址。物理地址是操作系统已知的，但每个进程都有自己的虚拟地址空间。可重定位映像可能每次都获得相同的映射，尤其是主可执行文件。但不能保证。一个例子是 DLL。 DLL 可能以不同的顺序加载，导致运行之间的虚拟地址不同，因为在加载 DLL 1 时，DLL 2 无法加载到该虚拟地址，必须获取自己的地址。

【讨论】：

正确。当然，来自不同来源的多个 DLL 可能具有冲突的基地址。

【解决方案6】：

这取决于操作系统。在大多数具有虚拟内存的现代操作系统中，可执行代码不需要可重定位，但在较旧的操作系统中，以及在某些专门的操作系统（例如实时、嵌入式）中，代码覆盖可以与位置无关一起使用代码和跳转表。在这种情况下，函数的地址可能会改变，例如如果它的代码段被换出，然后在不同的地址换回。

【讨论】：

【解决方案7】：

这些是来自计算机安全的术语。过去是固定地址（LKML，但直到最近才开始将executeable编译为relocatable，以实现ASLR。（但很久以前，所有库都已编译作为可重定位的，因此库可以在必要时重新加载到不同的地址 - 请阅读 dynamic relocation 但由于加载顺序，那些主要的系统调用 API 通常加载到固定地址。）即使在今天，

执行 gdb /bin/ls 并按“运行”，你会发现默认地址没有改变：

(gdb) 反汇编 __open 函数打开的汇编代码转储： 0xb7f017f0 : cmpl $0x0,%gs:0xc 0xb7f017f8 : jne 0xb7f0181c

无论如何，ASLR 起源于 PaX - 阅读 wiki，它涵盖了很多实现 ASLR 的要求。

为什么选择 ASLR？防止两种类型的攻击：http://en.wikipedia.org/wiki/Return-to-libc_attack 和http://en.wikipedia.org/wiki/Return-oriented_programming，因为如果在内存中固定，这两种攻击都会假定您的代码区域。

【讨论】：

【解决方案8】：

为什么操作系统会选择不同的地址？

当操作系统执行一个进程时，它会将一个可执行文件加载到一个虚拟内存空间中。在此过程中，它将解析任何相对和/或符号引用。假设您拥有相同的可执行文件和相同的共享库，并以与上次相同的方式启动它，那么操作系统决定以不同的方式加载可执行文件会很奇怪方式。

【讨论】：

顺便说一句，如果您编辑问题以准确指出您正在使用的操作系统，那么有人可能会更好地解释该特定操作系统如何加载和链接程序。
某些操作系统为每次执行选择不同的地址，称为 ASLR。
操作系统可以选择不同的地址，例如，使用 DLL。它是可重定位的，并且取决于它的加载顺序。如果动态加载 DLL，它们可能会在同一程序的执行过程中以不同的顺序加载。
我在您编辑之前阅读了您的回复。它仍然说“为什么操作系统会选择不同的地址？” Rook 和我都提供了原因，因此我投了反对票。
我很抱歉，第二次读起来似乎更好一些，所以我认为它是经过编辑的。我不同意你的反问，我已经列出了原因。我同意你其余的回答，但你的反问暗示操作系统不会选择不同的地址，即使是边缘情况，也会产生误导。