ELF-64对象文件格式详解

"ELF-64对象文件格式" ELF（Executable and Linkable Format）是一种广泛使用的二进制文件格式，特别是在Unix和类Unix系统如Linux中。它被设计用来包含可执行程序、动态库、目标文件以及调试信息。ELF-64是这种格式的一个变体，专为64位架构设计，比如x86-64或AMD64。与ELF-32相比，它扩展了结构以适应更大的地址空间和数据类型。 在ELF-64对象文件中，主要包含以下几个关键部分： 1. **头部** (Header)：文件的开头是一个固定的结构，称为ELF头部，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。 2. **程序头表** (Program Headers)：描述了文件中各个段如何映射到内存中。每个程序头条目定义了一个特定的内存区域，如代码、数据或者动态链接信息。 3. **节头表** (Section Headers)：定义了文件中的逻辑分区，称为“节”（sections）。这些节可以包含代码、数据、字符串、符号表、重定位信息等。每个节都有一个对应的节头，包含节的名称、类型、大小、位置等信息。 4. **节** (Sections)：实际的数据存储在节中，根据需要可以有多个节，如.text（代码）、.data（初始化数据）、.bss（未初始化数据）、.rodata（只读数据）、.symtab（符号表）等。 5. **符号表** (Symbol Table)：存储了程序中的全局变量、函数和其他标识符的引用信息，用于链接阶段。 6. **重定位表** (Relocation Entries)：描述了如何修改节中的数据来正确地引用其他节或外部符号。在链接过程中，这些条目用于修正地址。 7. **调试信息** (Debug Information)：通常采用DWARF格式，提供给调试器用于理解源代码与生成的二进制代码之间的关系。虽然ELF文件本身不强制包含DWARF信息，但许多实现会将它们附加到文件中。 ELF-64格式的主要优势在于它的灵活性和可扩展性。所有字段尽可能保持自然对齐，避免内部填充，这有助于提高效率。此外，处理器特定的细节在单独的补充文档中详细说明，这意味着ELF格式可以跨多种不同的64位架构使用。 由于ELF-64是对AT&T定义的ELF-32格式的扩展，两者之间存在很多共通之处。然而，ELF-64对某些字段进行了重新排列，以适应更大的地址和数据类型，例如，64位的指针和更大的段大小。 ELF-64对象文件格式是构建和链接64位程序的基础，它的标准化和广泛支持使得软件开发在不同平台间的移植变得更为容易。了解并掌握ELF-64格式对于操作系统开发者、工具链开发者以及进行低级编程的工程师来说至关重要。