ELF 格式文件，深入浅出的解读与揭秘

2023-04-29 15:41:44

ELF 文件格式：跨平台二进制的可执行标准

ELF（可执行和链接格式）文件格式自 1990 年代以来一直是技术界的支柱，它解决了不同二进制文件格式导致的程序可移植性差的问题。ELF 诞生于 Unix 系统实验室，现已成为 Linux 和 Android 系统中不可或缺的一部分，也是许多编程语言编译器的默认选择。

ELF 文件格式的特性

ELF 文件格式提供了几个关键特性，使其在不同平台上运行程序变得轻而易举：

统一标准： ELF 为二进制文件定义了一个标准结构，使其可以在各种系统上运行，而无需进行转换。
可执行性： ELF 文件可以直接执行，无需解释或转换。
可链接性： ELF 文件可以链接在一起，创建更大的可执行程序。
可重定位性： ELF 文件可以根据需要加载到不同的内存地址。
符号表： ELF 文件包含一个符号表，其中存储了程序中定义的符号，方便引用和使用。

ELF 文件格式的结构

ELF 文件格式由几个节组成，每个节包含特定类型的信息：

头部： 文件的基本信息，如文件类型、大小和入口地址。
程序头表： 每个程序节的信息，如节类型、大小和地址。
节头表： 每个节的详细信息，如名称、大小和类型。
节：程序代码、数据、符号表等信息。

ELF 文件格式的应用

ELF 文件格式广泛应用于 Linux 和 Android 系统中，用于存储可执行程序、共享库和各种其他二进制文件。它也是 C、C++、Java 等编程语言编译器和链接器的首选格式。

示例

让我们通过一个简单的 C 程序来理解 ELF 文件格式的结构：

#include <stdio.h>

int main() {
  printf("Hello, ELF!\n");
  return 0;
}

编译此代码并链接ELF文件：

gcc -o hello hello.c

生成的 ELF 文件包含以下节：

$ readelf -S hello
There are 4 program headers, and 7 sections in this file.
Section Headers:
  [Nr] Name              Type             Address           Offset
         Size              EntSize          Flags  Link  Info  Align
  [0] .interp           NOTE              0x0000000000000280  0x0000000000000000
         0x0000000000000018  0x0000000000000000       0   0     0   1
  [1] .note.ABI-tag      NOTE              0x00000000000002a8  0x0000000000000018
         0x0000000000000020  0x0000000000000000       0   0     0   1
  [2] .note.gnu.build-id NOTE              0x00000000000002d8  0x0000000000000038
         0x0000000000000024  0x0000000000000000       0   0     0   1
  [3] .gnu.hash         GNU_HASH          0x0000000000000300  0x000000000000005c
         0x000000000000002c  0x0000000000000004       0   0     0   4
  [4] .dynsym           DYNSYM            0x0000000000000330  0x0000000000000088
         0x0000000000000094  0x0000000000000010       4   1     0   8
  [5] .dynstr           STRTAB            0x00000000000003c4  0x000000000000011c
         0x0000000000000058  0x0000000000000000       0   0     0   1
  [6] .text             PROGBITS          0x000000000000041c  0x0000000000000174
         0x000000000000002c  0x0000000000000000  AX  0   0     16