可否在运行elf前加载并从/proc/pid/maps获取虚拟地址？perf原理相关问询

1. 能否在ELF实际运行前完成加载并读取/proc/pid/maps的虚拟地址？ #

/proc/[pid]/maps 是内核暴露给用户态的进程虚拟地址空间映射信息，只有当对应进程已经被内核创建、地址空间初始化完成后才可以访问。
如果是常规的ELF执行流程，ELF的加载由execve系统调用完成：内核会解析ELF结构，将代码段、数据段等按照程序头表的配置映射到进程虚拟地址空间，完成动态链接器加载等操作后，才会开始执行ELF的入口代码。你需要等execve执行完成、映射建立之后，才可以从maps中读到对应段的虚拟地址。
如果是用户态手动加载ELF（比如自己实现ELF加载逻辑、用dlopen加载动态库），则在你完成手动映射之后，就可以从当前进程的maps中读到对应的地址。 #

2. perf 是否为先加载二进制、完成配置再运行程序？ #

是的，perf record ./binary 类命令的核心执行流程如下：

1. perf主进程首先fork出一个子进程，子进程不会立刻执行目标二进制
2. 主进程完成性能事件注册、缓冲区初始化、事件绑定到子进程等所有前置配置
3. 配置完成后，子进程才会执行execve系统调用加载目标ELF二进制，完成内核态的段映射、动态链接等操作，之后才会运行目标程序的业务代码
   需要注意的是：perf完成自身配置的时候，目标二进制还没有被加载到子进程的地址空间，此时读子进程的maps是拿不到目标ELF的段地址的，必须等execve执行完成之后才可以。

3. 能否通过读取/proc/pid/maps获取指定代码段的虚拟地址？ #

完全可以，只要控制好读取时机即可，实操注意事项如下：

• 读取时机必须在子进程完成execve调用、ELF加载完成之后，此时maps中才会出现目标二进制的映射条目
• 位置无关可执行文件（PIE，当前主流发行版默认编译选项）每次加载的代码段地址是随机的，每次运行读取到的地址都会不同，属于正常现象
• 如果需要固定代码段地址，可以在编译二进制时添加-no-pie编译参数关闭PIE，此时代码段虚拟地址固定，你甚至可以直接读取ELF文件的程序头表中的p_vaddr字段直接拿到代码段虚拟地址，不需要读取/proc/pid/maps
• 读取maps时，权限标记为r-xp、路径匹配目标二进制的条目对应的起始地址，就是该ELF代码段的虚拟基地址
  如果你要自己实现该逻辑，不需要依赖perf的流程，可以自行fork子进程后用ptrace跟踪子进程，捕获execve系统调用完成的事件后再读取maps即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者qunqunqun