跳过/删除 ELF 文件中的“PHDR”程序头可执行文件是否可以？如果是这样，为什么？

Question

我正在对这个简单的 C++ 程序的二进制文件进行一些修改，以了解 ELF 的程序头：

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int main(){ }\n

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编译为：

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\xe2\x9d\xaf make\ng++ -O0 -fverbose-asm -no-pie -o main main.cpp\n

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我曾经readelf -l main得到以下信息：

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Elf file type is EXEC (Executable file)\nEntry point 0x401020\nThere are 11 program headers, starting at offset 64\n\nProgram Headers:\n  Type           Offset             VirtAddr           PhysAddr\n                 FileSiz            MemSiz              Flags  Align\n  PHDR           0x0000000000000040 0x0000000000400040 0x0000000000400040\n                 0x0000000000000268 0x0000000000000268  R      0x8\n  INTERP         0x00000000000002a8 0x00000000004002a8 0x00000000004002a8\n                 0x000000000000001c 0x000000000000001c  R      0x1\n      [Requesting program interpreter: /lib64/ld-linux-x86-64.so.2]\n  LOAD           0x0000000000000000 0x0000000000400000 0x0000000000400000\n                 0x00000000000004c0 0x00000000000004c0  R      0x1000\n...\n

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我在这个文档中看到：http://man7.org/linux/man-pages/man5/elf.5.html PHDR：

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数组元素（如果存在）指定程序头表本身的位置和大小，\n 在文件和程序的内存映像中\xe2\x80\x90\n公克。此段类型在一个文件中最多只能出现一次。\n 此外，只有当程序头表是程序内存映像的一部分时，才会发生这种情况。如果存在，则它必须位于任何可加载段条目之前。

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引用中的出现if present让我想知道如果我跳过 PHDR 标题会发生什么。我使用 vim 的十六进制编辑器更改了mainusing的二进制布局:%!xxd（确保:%!xxd -r在保存之前运行，否则它不再是二进制文件）来获取：

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00000000: 7f45 4c46 0201 0100 0000 0000 0000 0000  .ELF............\n00000010: 0200 3e00 0100 0000 2010 4000 0000 0000  ..>..... .@.....\n00000020: 4000 0000 0000 0000 1839 0000 0000 0000  @........9......\n

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到：

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00000000: 7f45 4c46 0201 0100 0000 0000 0000 0000  .ELF............\n00000010: 0200 3e00 0100 0000 2010 4000 0000 0000  ..>..... .@.....\n00000020: 7800 0000 0000 0000 1839 0000 0000 0000  @........9......\n

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（只改变第20个字节），跳过PHDR头的长度。我readelf再次运行以验证它仍然是有效的 ELF 文件：

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\xe2\x9d\xaf readelf -l main\n\nElf file type is EXEC (Executable file)\nEntry point 0x401020\nThere are 11 program headers, starting at offset 120\n\nProgram Headers:\n  Type           Offset             VirtAddr           PhysAddr\n                 FileSiz            MemSiz              Flags  Align\n  INTERP         0x00000000000002a8 0x00000000004002a8 0x00000000004002a8\n                 0x000000000000001c 0x000000000000001c  R      0x1\n      [Requesting program interpreter: /lib64/ld-linux-x86-64.so.2]\n  ...\n

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令人惊讶的是，该程序仍然执行得很好。为什么我们还需要 PHDR 标头？它对于链接和/或其他情况有用吗？看起来它在运行时根本没有被使用，那么为什么我们要把它放在一边呢？

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Answer 1

如果主程序是类型ET_EXEC（非 PIE），则它可能无需PT_PHDR. 主要用途PT_PHDR是能够将标头中的（未重定位的）地址与程序标头的实际运行时地址（由动态链接器通过AT_PHDRaux 向量获得）进行比较，以确定加载 PIE 可执行文件的偏移量。

我不确定 glibc 的动态链接器的要求是什么PT_PHDR，但在 musl libc 中，我们只需要它来计算这个加载偏移量，否则根本不使用它。