elf文件格式

更新时间:2023-06-29 19:45:11 阅读：评论：0

第1章文件格式

1.1 Executable and Linking Format (ELF)

1.1.1 整体结构

ELF对象格式用于目标文件(.o扩展名)和执行文件. 有些信息只出现在目标文件或执行文件中.

ELF文件由下列部件构成. ELF header必须放在文件的开始;其他部件可以随便排放(ELF header给出了其他部件的偏移量).

ELF文件构件:

Section	描述
ELF header	一般信息.
Program header table	执行文件信息;只出现在执行文件中.
Section data	Section的实际数据;一些ction有特殊的含义, 例如: symbol table和string table.
Section headers	不同ELF ction信息九的因数; 每个ction一个.

典型ELF文件结构:

ELF Header

Program Header Table

Section 1 Data

……

Section n Data

Section Header Table

1.1.2 ELF头[ELF Header]

ELF头包含目标文件的一般信息;具有如下结构(from elf.h):

#define EI_NIDENT 16

typedef struct {

unsigned char e_ident[EI_NIDENT];

Elf32_Half e_e_type;

Elf32_Half e_machine;

Elf32_Word e_version;

Elf32_Addr e_entry;

Elf32_Off e_phoff;

Elf32_Off e_shoff;

Elf32_Word e_flags;

Elf32_Half e_ehsize;

Elf32_Half e_phentsize;

Elf32_Half e_phnum;

Elf32_Half e_shentsize;

Elf32_Half e_shnum;

Elf32_Half e_shstrndx;

苏联解体的影响};

ELF头域描述:

域	描述
e_ident	16字节串: 4字节标识: '_ELF' 1字节class: 32位对象->1 1字节数据编码: litte-endian->1,big-endian->2 1字节版本: 当前版本->1 9字节零填充
e_type	文件类型: 可重定位->1,可执行->2
e_machine	目标体系结构: MC68000&ColdFire->4
e_version	目标文件版本: 设定为1.
e_entry	程序入口地址.
e_phoff	Program Header Table童话故事丑小鸭的文件偏移.
e_shoff	Section Header Table的文件偏移.
e_flags	未使用.
e_ehsize	ELF头大小.
e_phentsize	Program Header Table中每条目的大小.
e_phnum	Program Header Table中条目个数.
e_shentsize	Section Header Table中每条目的大小.
e_shnum	Section Header Table中条目个数.
e_shstrndx	包含Section名串表的条目的Section Header索引.

1.1.3 程序头[Program Header]

程序头为一结构数组,每个元素描述执行文件的一个可载入段.

元素结构如下(from elf.h):

typedef struct {

Elf32_Word p_type;

Elf32_Off p_offt;

Elf32_Addr p_vaddr;

Elf32_Addr p_paddr;

Elf32_Word p_filesz;

Elf32_Word p_memsz;

Elf32_Word p_flags;

Elf32_Word p_align;

} Elf32_Phdr;

ELF程序头域描述:

域	描述
p_type	段类型;linker只使用PT_LOAD(1).
p_offt	段raw数据的文件偏移.
p_vaddr	载入时段在内存中的驻留地址.
p_paddr	未使用.
p_filesz	段在文件中的大小;可以为0.
p_memsz	段在内存中的大小;可以为0.
p_flags	包含如下标志组合的Bit mask: PF_X (1) Execute PF_W (2) Write PF_R (4) Read
p_align	段在内存&文件中的对齐方式.

1.1.4 Section Headers

ELF文件中的每个ction的都有激励[incitation]头; Section个数由ELF Header中的e_shnum 域指明. Section headers结构如下(from elf.h):

ab型血很稀少吗typedef struct {

Elf32_Word sh_name;

Elf32_Word sh_type;

Elf32_Word sh_flags;

Elf32_Addr sh_addr;

Elf32_Off sh_offt;

Elf32_Word sh_size;

Elf32_Word sh_link;

Elf32_Word sh_info;

Elf32_Word sh_addralign;

Elf32_Word sh_entsize;

} Elf32_Shdr;

ELF ction header域描述:

江畔独步寻花古诗其一更年期焦虑症

域	描述
sh_name	指明ction名;可作为ction header string表的索引.
sh_type	Section类型: SHT_NULL(0) inactive header SHT_PROGBITS(1) 程序定义的数据或代码 SHT_SYMTAB(2) 符号表 SHT_STRTAB(3) 串表 SHT_RELA(4) 重定位条目 SHT_NOBITS(8) 未初始化数据 SHT_COMDAT(12) 似SHT_PROGBITS
sh_flags	如下标志组合: SHF_WRITE(1) 包含可写数据 SHF_ALLOC(2) 包含分配数据 SHF_EXECINSTR(4) 包含可执行指令
sh_addr	若ction将载入内存, ction的地址.
sh_offt	Section的raw数据的文件偏移;注意SHT_NOBIT ction没有raw数据,它将由操作系统初始化.
Sh_size	Section大小; 即使SHT_NOBITS ction未占任何文件空间,也可能非零.
sh_link	连接到其他ction头的索引. SHT_COMDAT,SHT_NOBITS,SHT_PROGBITS, SHT_RELA 符号表; SHT_SYMTAB 串表.
sh_info	包含如下信息: SHT_RELA 重定位应用到该ction SHT_SYMTAB 第一个非本地符号索引
sh_addralign	对齐要求.
sh_entsize	包含固定大小条目的ction的条目大小,如符号表.

1.1.5 Special Sections

一些典型ction的名和内容解释如下表所示:

名称	内容
.text	机器指令, 常值数据和常值串.
.data	注册税务师报名初始化数据.
.sdata	小初始化数据.
.bss	未初始化变量.
.sbss	小未初始化变量.
.comment	Comments from #ident directives in C.
.init	Main()函数之前执行的代码.
.fini	程序执行完成后执行的代码.
.eini	.fini代码的最后指令;.init,.fini和eini ction应以序放入内存.
.debug	DWARF格式的符号调试信息.
.line	符号调试的行号信息.
.relaname	Section name的重定位信息.
.shstrtab	Section名.
.strtab	串表for符号表中的符号.
.symtab	包含符号表.

1.1.6 重定位信息[Relocation Information]

重定位信息ction包含关于非确定引用[unresolved references]的信息.因为编译器[compilers]和汇编器[asmblers]不知道符号将分配的绝对内存地址,和别的文件的符号定义;所以对符号的每个引用都将创建一个重定位条目. 该条目指向地址(where the reference is being made), 和指向包含被引用符号的符号表. 连接器[linker]给所有符号分配地址之后, 将使用重定位信息添入正确的地址. 执行文件没有重定位ction.

例如: 汇编表示符号加上偏移:

move.l var+16,d0

偏移量存储在r_addend域,这样,符号真实地址加上该地址域将产生一个正确的引用.

重定位条目有如下结构(from elf.h):

typedef struct {

Elf32_Addr r_offt;

Elf32_Word r_info;

Elf32_Sword r_addend;

} Elf32_Rel;

ELF重定位条目的域描述:

域	描述
r_offt	Area在当前ction的相对地址(to be patched with正确地址).
r_info >> 8	r_info的高24位是符号表的索引; 指向描述在r_offt引用的符号的条目.
r_info & 255	低8位是重定位类型,用来描述寻址模式[绝对\|相对,大小].
r_addend	加到符号上的常数,用于计算放在重定位域的值.

1.1.7 符号表

符号表ction .symtab为一数组,数组元素包含关于被ELF文件引用的符号的信息.

符号表条目有如下结构(from elf.h):

typedef struct {

ELF32_Word st_name;

ELF32_Addr st_value;

ELF32_Word st_size;

unsigned char st_info;

unsigned char st_other;

Elf32_Half sth_shndx;

} Elf32_Sym;

ELF符号表域说明:

域	描述
st_name	符号串表索引. 串表用于保存符号名.
st_value	符号值: 符号的ction索引为SHN_COMMON:符号对齐要求. 重定位文件:离ction起始位置的偏移. 执行文件:符号的地址.
st_size	对象大小.
st_info >> 4	高4位定义符号的绑定[binding ]: STB_LOCAL (0) symbol is local to the file STB_GLOBAL (1) symbol is visible to all object files STB_WEAK (2) symbol is global with lower precedence
st_info & 15	低4位定义符号的类型关于冬天的歌: STT_NOTYPE (0) 无类型 STT_OBJECT (1) 数据对象(变量) STT_FUNC (2) 函数 STT_SECTION (3) ction名 STT_FILE (4) 文件名
st_other	未使用.
st_shndx	定义符号ctiond的索引.特殊的ction数包括: SHN_UNDEF (0x0000) 未定义ction SHN_ABS (0xfff1) 绝对, 不可重定位符号 SHN_COMMON (0xfff2) 不分配, 外部变量

1.1.8 串表

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