程序员自我修养第三章__ELF文件

ELF格式完全解释

一，四种ELF文件格式

可重定位文件   linux下的.o文件
可执行文件       比如/bin/bash
共享目标文件    linux的.so文件
核心存储文件    linux下的core dump文件

linux下可以通过file命令查看文件的类型，比如 file test.o

gcc -c test.c test.o

二，目标文件的格式

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可以通过objdump和readelf工具来分析目标文件

1. ELF头文件

包含了描述整个文件的基本属性，如ELF版本、目标机器型号、程序入口地址等。

$readelf –h test.o

定义在/usr/include/elf.htypedef struct{    unsigned char e_ident[16];    Elf32_Half e_type;  //ELF文件类型    Elf32_Half e_machine; //ELf文件的CPU平台属性    Elf32_Word e_version;    Ellf32_Addr e_entry; //入口地址, 规定ELF程序的入口虚地址    Elf32_Off e_ohoff;    Elf32_Off e_shoff; //段表在在这个文件中的偏移    Elf32_Word e_flags;    Elf32_Half e_ehsize; //ELF文件头本身的大小    Elf32_Half e_phentsize;    Elf32_half e_phnum;    Elf32_Half e_shentsize; //段表描述符的大小    Elf32_Half e_shnum; //段表描述符数量    Elf32_Half e_shstrndx; //段表字符串表所在的段在段表中的下标}Elf32_Ehdr;

2. 段表

该表描述了所有段的信息，如每个段的段名、段的长度、在文件中的偏移、读写权限和段的其他属性。

$readelf –S Stest.o

定义在/usr/include/elf.htypedef struct{    Elf_Word sh_name; //段名(是段名字符串在.shstrtab中的偏移)    Elf_Word sh_type; //段的类型    Elf_Word sh_flags; //段的标志位    Elf_Addr sh_addr; //段虚拟地址    Elf_Off sh_offset; //段偏移    Elf_Word sh_size; //段的长度    Elf_Word sh_link;    Elf_Word sh_info;    Elf_Word sh_addralign; //段地址对齐    Elf_Word sh_entsize; //项的长度 }Elf32_Shdr;

3. 符号表

目标文件的链接实际上目标文件地址的相互引用，在链接中奖函数和变量统称为符号（Symbol）,函数名和变量名就是符号名（Symbol Name）

定义在/usr/include/elf.htypedef struct{    Elf32_Word st_name; //符号名(符号名在字符串表中的下标)    Elf32_Addr st_value; //符号对应的值    Elf32_Word st_size; //符号大小    unsigned st_info;    unsigned st_other;    Elf32_Half st_shndx; //符号所在的段}Elf32_Sym;

其中st_name包含指向符号表字符串表(strtab)中的索引，从而可以获得符号名。St_value指出符号的值，可能是一个绝对值、地址等。St_size指出符号相关的内存大小，比如一个数据结构包含的字节数等。St_info规定了符号的类型和绑定属性，指出这个符号是一个数据名、函数名、section名还是源文件名；并且指出该符号的绑定属性是local、global还是weak。

一些特殊的符号：
_start ：程序的开始地址，不是入口函数，是最开始的地方
__bss_start：bss段开始的地方
data_start：数据段开始的地方
_edata ：数据段结束的地方
这些符号可以再程序中直接使用，比如：

#include "stdio.h"  extern char _start[];  extern char data_start[];  int main()  {      printf("start %X\n",_start);      printf("data_start %X\n",data_start);      return 0;  }