ELF檔案格式(2) 檔案結構

2021-10-23 08:18:41 字數 2261 閱讀 7094

在前面我們已經大概看到過elf檔案的整體布局情況,本文將更詳細地對elf的檔案結構進行闡述。乙個典型的elf檔案結構如下圖所示:

elf檔案格式標準中提供了兩種檢視,分別是鏈結檢視和執行檢視。鏈結檢視是以節(section)為單位,執行檢視是以段(segment)為單位。顧名思義,鏈結檢視就是在程式鏈結時用到的檢視,而執行檢視則是在程式被裝載執行時用到的檢視,二者分別對應於可重定位檔案和可載入檔案。

elf檔案頭(elf header)主要標記了elf檔案型別、結構和程式開始執行的入口位址,並提供了其他elf頭(如節頭表和程式頭表)在檔案中的偏移位置。使用readelf工具來檢視乙個elf檔案的檔案頭:

elf檔案頭的資料結構定義如下:

typedef struct  elfn_ehdr;
程式頭部表(program header table)是對二進位制檔案中段的描述,本質上是記錄段表項的陣列,是程式裝載必需的一部分。段在程式被系統載入執行時被解析,其描述了磁碟上可執行檔案的記憶體布局以及如何對映到記憶體中。elf檔案頭中名為e_phoff(程式頭部表偏移量)的偏移量記錄了程式頭部表的位置。使用readelf工具檢視elf檔案中的程式頭部表資訊:

由上面的輸出資訊可以看出,程式頭部表記錄了elf檔案中所有段的屬性資訊,包括段的型別、檔案偏移以及對映到記憶體時的位址資訊。程式頭部表本質上是段資訊的陣列,對於每個段(陣列項),elf使用如下資料結構進行描述:

typedef struct  elf64_phdr;
elf檔案格式定義了5中不同型別的段,其描述如下:

節頭表(section header table)用於描述elf檔案的各個節區的位置和大小,主要用於鏈結和除錯。須注意的是,節頭對於程式的執行不是必需的,沒有節頭表,程式仍可以正常執行。使用readelf工具檢視elf檔案的所有節:

與程式頭部表類似,節區頭部表是由節構成的陣列。對於節的資料結構定義如下:

typedef struct  elf64_shdr;
elf檔案中定義的一些比較重要的節和節型別羅列如下:

節(section)型別

描述.text

已編譯程式的機器**,即**段

.rodata

儲存了唯讀的資料

.data

已初始化的全域性和靜態c變數,即資料段

.bss

未初始化的全域性和靜態c變數,以及所有被初始化為0的全域性或靜態變數

.rel.text

被模組引用或定義的外部函式的重定位資訊,對應於.text

.rel.data

被模組引用或定義的所有全域性變數的重定位資訊,對應於.data

.debug

除錯符號表,其條目是程式中定義的區域性變數和型別定義,程式中定義和引用的全域性變數,以及原始的c原始檔。只有以-g選項呼叫編譯器驅動程式時,才會得到這張表

.line

原始c源程式中行號和.text節中機器指令之間的對映,用於除錯

.symtab

符號表,存放在程式中定義和引用的函式和全域性變數的資訊

.strtab

字串表,包含.symtab和.debug節中的符號表,以及節頭部的節名字。字串表是以null結尾的字串的序列

.shstrtab

節名字串表,在可執行檔案是必須存在的

.ctors .dtors

c++建構函式和析構函式存放的段

.dynsym

用於儲存與動態鏈結相關的符號

.dynstr

動態符號字串表,與靜態鏈結使用.strtab對應

.hash

在動態鏈結的情況下,用於加快符號查詢過程

.interp

儲存可執行檔案使用的動態鏈結器的路徑

.plt

程式鏈結表,和.got.plt配合實現函式呼叫的延遲繫結

.got

.got.plt

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