ELF文件格式详解与实例分析

"这篇文档是关于Intel平台上的ELF文件格式的分析，主要针对Linux操作系统。文档由滕启明在2003年撰写，属于北京大学信息科学技术学院操作系统实验室的研究成果，探讨了如何利用ELF格式进行二进制级软件构件的静态和动态组装，以适应嵌入式操作系统的开发需求。" ELF（Executable and Linkable Format）是UNIX类操作系统，包括Linux，广泛使用的二进制文件格式，用于编译器生成的目标文件、可重定位文件以及可执行文件。它包含了程序的代码、数据、符号信息以及重定位信息，支持静态和动态链接。 文章首先介绍了ELF文件的基本概念，强调其在目标文件中的数据表示方式，这包括了不同类型的段（sections），如.text（代码段）、.data（初始化数据段）和.bss（未初始化数据段）等。 接着，详细解析了ELF文件的结构，尤其是ELF Header，它是每个ELF文件的开头，包含文件类型、机器架构、版本信息等关键元数据。节区（sections）部分详述了如何组织代码和数据，每个节区都有自己的头部，描述了节区的属性、大小和位置。 文档还深入到符号表（symbol table）和重定位信息，这对于链接过程至关重要。符号表存储了程序中定义和引用的符号信息，包括它们的类型、大小和地址。重定位信息则描述了如何修改节区的内容以适应不同的地址空间，这是链接器的主要工作。 此外，文档还涵盖了程序加载和动态链接的机制。程序头部（Program Header）指示操作系统如何将ELF文件映射到内存中。动态链接允许程序在运行时加载依赖的库，减少了内存占用并提高了代码共享。特别地，文档提到了全局偏移表（GOT）和过程链接表（PLT），它们是动态链接中的关键数据结构。 这份资料详细分析了ELF文件格式，对于理解Linux系统下的程序构建、链接和执行过程非常有帮助，对于进行嵌入式系统开发或者系统级编程的人员来说，是不可或缺的知识资源。