如何创建一个只有 NOP 的 Linux ELF？

Question

出于好奇，我试图在不使用编译器的情况下在 Linux 上创建一个简单的 64 位 ELF 文件。为简单起见，我只需要 NOP (0x90)。

“readelf”可以读取我当前的文件，并且它的输出似乎还可以。然而，当我执行它时，我会遇到一个段错误。

有问题的文件（未格式化，以便更容易复制粘贴）：

7F 45 4C 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 02 00 3E 00 01 00 00 00 78 00 40 00 00 00 00 00 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 40 00 38 00 01 00 00 00 00 00 00 00 01 00 00 00 05 00 00 00 78 00 00 00 00 00 00 00 78 00 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 00 00 00 00 00 90

GDB 在地址 0x400079 处说段错误，虽然入口点在 0x400078 并且文件大小对于 NOP 来说是 1 个字节，那么为什么要执行非保留内存呢？

奖励：为什么很多可执行文件从大虚拟地址开始其代码，而不是从 0x0？

Answer 1

当您让编译器处理低级操作时，您可以构建一个什么都不做程序。但是如果你直接用机器码（甚至是汇编语言）编写它，你必须处理血淋淋的细节，比如正确地结束程序。

你问为什么非保留内存被执行。好吧，你在 0x400078 加载一些东西（一个 NOP 代码）并声明它是程序的开始。加载器在0x400078处初始化内存，用该地址加载指令指针，处理器就乖乖地从那里开始执行。它成功执行了 NOP，并且由于没有被指示执行任何其他操作，它尝试在 0x400079 处执行以下指令。这要归功于内存隔离和虚拟内存管理器。在内核或实模式下，它会执行该内存位置的任何内容，并产生无限的副作用......

因此，您不能执行简单的 NOP，而是执行告诉操作系统程序已结束的系统调用。根据维基百科上的exit (system call)，它应该在Linux 64位上：

 mov eax, 60  ; sys_exit syscall number: 60
 xor edi, edi ; set exit status to 0 (`xor edi, edi` is equal to `mov edi, 0` )
 syscall      ; call it

如果您的程序从mov eax, 60 开始，那么它将干净地退出，甚至会向其调用者返回 0 状态。