Linux ELF可执行文件格式详解

“这是关于Linux系统中ELF(Executable and Linkable Format)文件格式的手册，主要涵盖ELF头文件<elf.h>的定义、结构以及与之相关的数据类型。” ELF（Executable and Linkable Format）是Linux和其他类UNIX操作系统中广泛使用的可执行文件和共享库的格式。它提供了一种标准的结构，使得编译器、链接器、加载器以及调试工具能够高效地处理程序。ELF文件包含了代码、数据、重定位信息、符号表以及其他元数据。 **ELF Header** ELF文件的开头是ELF头，它定义了整个文件的基本属性。ELF头始终位于文件的起始位置，其结构由`Elf32_Ehdr`或`Elf64_Ehdr`定义，取决于系统是否是32位还是64位。ELF头包含了以下关键信息： - `e_ident`：一个16字节的标识符，用于确认文件是否是ELF格式。 - `e_type`：指示文件的类型，如可执行文件、动态链接库或核心转储。 - `e_machine`：指定文件是为哪种架构编译的。 - `e_version`：文件的版本号。 - `e_entry`：程序的入口点地址。 - `e_phoff`：程序头表的文件偏移量。 - `e_shoff`：节头表的文件偏移量。 **Program Header Table** 程序头表描述了如何将ELF文件映射到内存中。每个条目（`Elf32_Phdr`或`Elf64_Phdr`）包含了关于内存段的信息，如段的类型（例如，LOAD表示包含可执行代码或数据的段）、文件偏移、内存偏移、大小等。 **Section Header Table** 节头表则提供了文件中各个节的详细信息，每个节可能包含代码、数据、符号表或其他元数据。每个条目（`Elf32_Shdr`或`Elf64_Shdr`）包含节的名称索引、类型、地址、大小等。 **Data Types** ELF头文件定义了一系列数据类型，如`ElfN_Addr`表示程序地址，`ElfN_Off`表示文件偏移，`ElfN_Section`表示节索引，还有各种不同长度的整型和无符号整型，以适应不同的架构需求。 **Dynamic Section and Relocation** ELF文件可能包含动态段（`ElfN_Dyn`），其中包含了运行时动态链接的信息。重定位段（`ElfN_Rel`或`ElfN_Rela`）描述了如何修改程序中的地址以完成链接过程。 **Symbol Table** 符号表（`ElfN_Sym`）存储了文件中定义和引用的函数和全局变量的符号信息，这对于链接和调试过程至关重要。 在编程和系统开发中，理解ELF格式对于创建、链接、调试和分析程序是至关重要的。ELF手册提供的详细信息可以帮助开发者深入理解这个复杂的格式，并有效地利用这些知识来解决实际问题。