ELF檔案分析

2021-10-04 17:48:00 字數 1605 閱讀 3892

乙個程式要想執行,首先要載入到記憶體中,程式的pc指標指向記憶體中的**,**在執行的時候會使用記憶體中的資料。所以elf檔案主要包含**和資料。

資料可以分為兩類:

靜態資料。

動態資料。

什麼是動態資料?,動態資料程式執行過程中產生,在堆或者棧上分配記憶體。而靜態資料則不然,靜態資料在**編譯完成後,就應該確定使用的位址和空間。

靜態資料又分為兩種,唯讀資料和可讀寫資料。

乙個庫要想被其他程式呼叫,還要約定一種方式,使呼叫者可以找到被呼叫者的函式位址,所以執行程式還要儲存動態鏈結相關的資訊。另外程式還要告知聯結器,如何將**和資料載入到記憶體中,這就是程式的載入資訊。elf檔案格式是類unix系統中常見的程式和庫的檔案格式,所以elf要包含上述資訊(**,資料,載入資訊和鏈結資訊)。elf怎麼來組這這些資訊呢,下面是elf的資料格式圖。

程式的資訊都儲存在section(節)中,檔案通過section header table(節頭表)來描述每個節的資訊,這些資訊包括如下幾項:

不同型別的節有不同的作用。

程式的載入資訊則儲存在program header table(程式段表)中,elf被載入到記憶體中後用segment(段)表示,段的描述資訊:

程式的鏈結資訊也儲存在section(節)中,關於鏈結資訊我們可以分為兩部分,一部分為庫匯出的函式/變數,另一部分則是庫依賴的其他庫的函式/變數。對於描述匯出的函式/變數是比較容易的,因為庫自身知道函式/變數的名稱和要載入到的記憶體位置,這部分資訊(名字和位址)儲存在型別為dynsym的節中。 對於要匯入的函式/變數,在型別為rela/rel的節中儲存了引用其他庫的函式/變數在符號表中的索引,符號表中則儲存該函式/變數的名稱,在型別為dynamic的節中儲存了程式依賴的庫名稱,鏈結器在鏈結的時候會去依賴的庫中根據函式/變數的名稱去尋找該函式/變數被載入到記憶體的位置,將找到的函式/變數位址寫入到型別為progbits(一般名稱為.got的節) 節對應的位置,之後再使用函式/變數就直接從got表中獲取位址即可。

elf的載入主要的依據為程式頭表,程式頭表中每一項描述的段(segment)的資訊,乙個段可能包含多個section(節)。

我們以上圖中的程式頭表的段資訊來舉例:

程式的匯出符號和匯出符號的位址在符號表節,符號名稱在字串表中。

程式依賴的庫資訊儲存在dynmic型別的節中。

程式的函式/變數資訊儲存在型別為rel/rela的節中,該節儲存了該函式/變數在符號表中的位置,以及重定位的方法以及重定位後的函式位址儲存在型別為progbit節中的位置(一般在可讀寫記憶體區域的節如.got,.got.plt節,因為要後填寫析函式/變數位址,所以該區域為讀寫區域)。

型別為hash的節用於加快根據函式名稱尋找函式位址的過程,也就是函式解析的過程。

efl_load圖中描述的是gcc聯結器預設的鏈結指令碼生成的elf檔案,節的名稱都是gcc定義的。所以我們只要能滿足elf聯結器的要求,elf的節名稱組織方式完全可以自己定義,也就是鏈結指令碼的作用,我們甚至可以自己寫載入器。

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