ELF文件格式详解：执行与链接

"这篇文档详细介绍了ELF(Executable and Linkable Format)文件格式，这是在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标准格式。ELF旨在通过提供跨多个操作系统环境的一致二进制接口定义，简化软件开发过程，减少重新编码和编译的需要。文档涵盖了ELF文件的各个组成部分，包括ELF头、节区、字符串表、符号表、重定位信息，以及程序加载和动态链接的细节。此外，还涉及了C库在ELF标准中的作用。" ELF文件格式是UNIX System Laboratories开发并发布的，后来被Tool Interface Standards (TIS)采纳为32位Intel架构环境下各种操作系统的一种可移植对象文件格式。它是一个标准化的二进制接口，旨在减少不同实现之间的接口差异，从而降低软件在不同操作系统之间移植的成本。 1. **ELF Header**：ELF文件的开头包含一个ELF头，它提供了文件的基本信息，如文件类型、机器架构、版本、入口点地址等。例如，`e_type`字段指示文件是可执行文件、共享库还是其他类型，`e_machine`字段标识目标处理器架构。 2. **Sections**：节区是ELF文件的逻辑部分，可以包含代码、数据、调试信息等。每个节区都有一个节区头部，包含了节区的名称、类型、地址、大小等信息。节区头部表用于存储所有节区的这些信息。 3. **String Table**：字符串表是一个包含所有节区和符号名称的数组，通常用于节省空间，因为相同的字符串只需要存储一次。 4. **Symbol Table**：符号表存储了程序中定义和引用的符号信息，如函数名、变量名等。它包括符号的名字、类型、大小、值（相对于节区的偏移量）等信息。 5. **Relocation**：重定位是链接过程中调整程序中地址的过程。ELF文件的重定位信息记录了哪些节区需要在程序加载或链接时进行修正，以便正确地引用内存地址。 6. **Program Headers**：针对程序加载和动态链接，ELF文件包含程序头，它定义了如何将文件内容映射到内存中。程序头指定了每个节区如何被加载到内存，以及它们是否可执行、可写入或可读取。 7. **Program Loading**：程序加载阶段，操作系统根据程序头将ELF文件的内容映射到进程的地址空间，准备执行。 8. **Dynamic Linking**：动态链接允许程序在运行时与共享库进行连接。动态链接器使用程序头中的信息和动态链接表来解析和绑定程序中未解析的符号。 9. **C Library**：在ELF标准中，C库扮演着重要角色，因为它提供了一系列系统调用和标准函数，供应用程序使用。ELF文件中的符号表通常包含对C库函数的引用。 文档还包含了各种图示，如对象文件格式、数据类型、ELF头结构、节区类型等，帮助读者更好地理解ELF文件的内部结构和工作原理。通过深入理解这些内容，开发者可以更有效地进行程序的编译、链接和调试工作。