Linux ELF文件格式详解:对象文件、动态链接与加载
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更新于2024-07-30
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ELF (Executable and Linkable Format) 是一种广泛应用于Linux和其他类Unix系统上的可执行文件格式,它支持程序的加载、链接以及动态链接库(CLibrary)的交互。本文档深入介绍了ELF格式的结构和工作原理。
1. **对象文件(Object Files)**:
ELF文件通常从源代码编译后生成,是未链接的中间形式。它们包含一个ELF头(ELF Header),该头定义了文件的整体结构,包括版本信息、类型(如可执行文件或共享库)、数据段(Sections)等。例如,Section 包括代码段、数据段、符号表(Symbol Table)等,用于存储程序的不同部分,如函数、变量和全局标识符。
2. **ELF头(ELF Header)**:
此部分是每个ELF文件的起始,包含了重要的元数据,如文件类型、机器架构、入口点地址等。头部还指示了接下来的数据结构,如Section表和Program Header表的位置。
3. **节(Sections)**:
节是文件中的逻辑区域,它们可能包含代码、数据、调试信息等。每节都有一个唯一的索引(Section Header Table Entry)和类型(如.text、.data、.bss等),定义了其在内存中的位置和属性。
4. **字符串表(String Table)**:
这个表用于存储二进制文件中的非ASCII字符,如函数名、变量名等,便于调试和分析。
5. **符号表(Symbol Table)**:
包含了程序中的全局变量、函数地址等引用信息,对于动态链接和运行时定位至关重要。
6. **重定位(Relocation)**:
在链接过程中,ELF文件可能会包含对目标地址的引用,重定位允许链接器根据最终链接环境调整这些引用,确保正确地指向最终的地址。
7. **程序加载与动态链接**:
当应用程序被加载到内存时,通过Program Header表进行管理和控制。程序加载涉及初始化数据和代码,而动态链接则允许程序在运行时查找并加载所需的共享库(CLibrary),增强了系统的灵活性。
8. **CLibrary(共享库)**:
ELF支持动态链接,使得多个程序可以共用相同的代码库,提高资源利用率。CLibrary包含预定义的功能模块,可以在不同的应用程序之间复用。
9. **工具接口标准(Tool Interface Standards, TIS)**:
ELF规范定义了一套标准,使得各种工具如编译器、链接器和调试器能够理解和处理ELF文件。TIS版本1.1的 Portable Formats Specification详细说明了这些工具的接口要求。
本文档提供了关于ELF文件格式的全面指南,包括其内部结构、功能组件及其在Linux环境中的应用。理解这些概念有助于开发人员编写兼容ELF的程序,同时对于依赖于ELF的系统维护者和开发者来说,也是不可或缺的技术参考。
2010-04-30 上传
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pangding711
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