我在

Linux上有一些关于ELF可执行文件的奇怪问题.

这是我的系统(uname -a)：

Linux 3.16.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.16.7-ckt20-1+deb8u2 (2016-01-02) x86_64 GNU/Linux

我有以下程序(test.asm),我使用NASM组装它：

; program just exits with code 0 using Linux INT 80H

SECTION .data

SECTION .text

GLOBAL _start

_start:

MOV EAX, 1

XOR EBX, EBX

INT 0x80

我创建三个不同的可执行文件：

nasm -f elf32 -o test32-i386.o test.asm

ld -m elf_i386 -o test32-i386 test32-i386.o

nasm -f elfx32 -o test32-x86_64.o test.asm

ld -m elf32_x86_64 -o test32-x86_64 test32-x86_64.o

nasm -f elf64 -o test64-x86_64.o test.asm

ld -m elf_x86_64 -o test64-x86_64 test64-x86_64.o

这是file命令的输出：

test32-i386: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

test32-x86_64: ELF 32-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

test64-x86_64: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

我感觉合理.但是,运行它们会带来麻烦.

> ./test32-i386：没问题,运行正常.

> ./test64-x86_64：同样,运行正常.

> ./test32-x86_64但是,给出了bash：./ test32-x86_64：无法执行二进制文件：exec格式错误

此外,Valgrind产生……有趣的结果.

> valgrind ./test32-i386：好的

> valgrind ./test64-x86_64：提出SIGILL(？！)

> valgrind ./test32-x86_64：给我./test32-x86_64：1：./ test32-x86_64：语法错误：单词意外(期待“)”)

所以,总结一下：

问题1：为什么Valgrind在运行./test64-x86_64时会引发SIGILL,即使程序在没有Valgrind的情况下似乎工作正常？

问题2：为什么我不能运行./test32-x86_64？ Valgrind为该二进制文件提供的错误非常模糊……

对于问题1：有一个针对valgrind的错误,它不支持

int80 instruction in x86_64.我能够在我自己的valgrind(v3.11.0)下重现这一点,并且从浏览源看起来好像它不受支持.

对于问题2：ELF加载程序不支持文件类型.为了在Linux上提供32位二进制文​​件的兼容性,它必须在尝试执行二进制文件时对二进制文件进行一些检查.

当我们在test32-x86_64上使用readelf时,它会显示一个标题：

ELF Header:

Magic: 7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00

Class: ELF32

Data: 2's complement, little endian

Version: 1 (current)

OS/ABI: UNIX - System V

ABI Version: 0

Type: EXEC (Executable file)

Machine: Advanced Micro Devices X86-64

Version: 0x1

Entry point address: 0x400060

Start of program headers: 52 (bytes into file)

Start of section headers: 288 (bytes into file)

Flags: 0x0

Size of this header: 52 (bytes)

Size of program headers: 32 (bytes)

Number of program headers: 1

Size of section headers: 40 (bytes)

Number of section headers: 5

Section header string table index: 2

即类为32位,机器类型为x86_64.即它是x32 ABI二进制文件

问题是这需要你的内核配置CONFIG_X86_X32_ABI,否则你将失败foul of the check：

#define compat_elf_check_arch(x) \

(elf_check_arch_ia32(x) || \

(IS_ENABLED(CONFIG_X86_X32_ABI) && (x)->e_machine == EM_X86_64))

它只支持没有配置选项的32位二进制文​​件.如果您有内核选项,则设置此选项：CONFIG_X86_X32 = y和CONFIG_X86_X32_DISABLED未设置(这是我正在查看的Linux内核4.3源代码).

因此,您需要使用此支持配置的内核来运行代码 – perror之所以没有看到问题是他的内核似乎是使用运行x32代码的正确选项进行编译的.

valgrind可能无法用二进制格式混淆 – 它不被认为特别常见.