ELF文件详解

姓名：罗学元    学号：21181214375     学院：广州研究院

【嵌牛导读】什么是ELF文件

【嵌牛鼻子】什么是ELF文件

【嵌牛提问】什么是ELF文件，它有哪些部分组成、每部分包含哪些信息

          ELF文件分为四个部分：elf header，program header table，section header table，dynamic symbol table。其中节头表(section header  table) 和 段头表(program header table) 中用到的数据相同，只是组织方式不同。

一、ELF header

每个ELF文件都必须存在一个ELF_Header,这里存放了很多重要的信息用来描述整个文件的组织,如: 版本信息,入口信息,偏移信息等，程序执行也必须依靠其提供的信息：

数据结构如下：

e_xxx 和上面对应表如下图:

其中数据类型如下：

二、Program header table 程序头表

        存储so文件运行时所需要的信息，这部分信息会直接被linker使用，用于加载so文件，告诉系统如何在内存中创建映像,在图中也可以看出来,有程序头部表才有段,有段就必须有程序头部表，其中存放各个段的基本信息(包括地址指针)

节到段的映射：

    链接视图是以节（section）为单位，执行视图是以乱姿配段（segment）为单位。链接视图就是在链接时用到的视图，而执行视图则是哗指在执行时用到的视图。上图左侧的视角是从链接来看的，右侧的视角是册改执行来看的。

段(Segment): 就是将文件分成一段一段映射到内存中，段中通常包括一个或多个节区。

       那么为什么需要节和段两种视图？ 当ELF文件被加载到内存中后，系统会将多个具有相同权限（flg值）section合并一个segment。 *** 作系统往往以页为基本单位来管理内存分配，一般页的大小为4096B，即4KB的大小。同时，内存的权限管理的粒度也是以页为单位，页内的内存是具有同样的权限等属性，并且 *** 作系统对内存的管理往往追求高效和高利用率这样的目标。ELF文件在被映射时，是以系统的页长度为单位的，那么每个section在映射时的长度都是系统页长度的整数倍，如果section的长度不是其整数倍，则导致多余部分也将占用一个页。而我们从上面的例子中知道，一个ELF文件具有很多的section，那么会导致内存浪费严重。这样可以减少页面内部的碎片，节省了空间，显著提高内存利用率。

readelf -S xxx # 用来查看可执行文件中有哪些section，如下图：

readelf --segments xxx # 可以查看该文件的执行视图，下图红框部分为上图的节信息在段中的显示：

    最后加载进内存的只有program header table 程序头表里的load段，其他都只是描述信息，加载过程中用到，但是最后加载进去内存的只有load段。

三、Section header table 节头部表

           类似与程序头部表,但与其相对应的是节区(Section)；节区(Section): 将文件分成一个个节区，每个节区都有其对应的功能，如符号表，哈         希 表 等。

.relname和.relaname: 010Editor打开so，展现形式为下图，.rel.dyn 和 .rel.plt ，是用来重定向dyn和plt的，也就是静态情况下，存放偏移值，如果进行动态调试的时候，就会加上基址变成绝对地址(重定向)。

下面第二张图中，左边红框就是偏移值，右边红框只要把基址加进来，就是绝对地址，把基址加进来的过程就是重定向的过程：

.plt 程序链接表，用于做映射关系，拿到依赖so的绝对地址，做重定向的：

四、Dynamic symbol table

     这里是符号表，也就是会用到的所有函数名称表，包括自己写的函数和依赖的系统so中的函数，到时候.plt会对这部分重定向 。

文件丢失。

ELF文件存在两种视图：链接视图和执行视图。找不到ELF文件就是因为文件丢失了，可能是默认文件夹里没有ELF，下载放在默认文件夹就可以了。

Vivado设计套件，是FPGA厂商赛灵思公司2012年发布的集成设计环境。包括高度集成的设计环境和新一代从系统到IC级的工具，这些均建立在共享的可扩展数据模型和通用调试环境基础上。集成的设轿局计环境——Vivado设计套件包括高度集成的设计环境和新一代从系统到IC级的工具，这拿数些均建立在共享的可扩展数据模型和通用调试闭敏让环境基础上。

SO文件格式即ELF文件格式，它是Linux下可执行文件，共享库颂改文件和目标文件的统一格式。

根据看待ELF文件的不同方式，ELF文件可以分为链接视指樱仔图和装载视图。链接视图是链接器从链接的角度看待静态的ELF文件。

从链接视图看ELF文件，ELF文件由多个section组成，不同的section拥有不同的名称，权限。而装载视图是 *** 作系统从加载ELF文件到内存的角度看待动态的ELF文件。

从装载视图看ELF文件，ELF文件由多个segment，每一个segment都拥有不同的权限，名称。实际上，一个segment是对多个具有相同权限的section的集合。

扩展资料：

由于Android *** 作系统的底层基于Linux系统，所以SO文件可以唯汪运行在Android平台上。Android系统也同样开放了C/C++接口供开发者开发Native程序。

由于基于虚拟机的编程语言JAVA更容易被人反编译，因此越来越多的应用将其中的核心代码以C/C++为编程语言，并且以SO文件的形式供上层JAVA代码调用，以保证安全性。

而ELF头表记录了ELF文件的基本信息，包括魔数，目标文件类型（可执行文件，共享库文件或者目标文件），文件的目标体系结构，程序入口地址（共享库文件为此值为0），然后是section表大小和数目，程序头表的大小和数目，分别对应的是链接视图和装载视图。

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