linux目标文件ELF的格式

系统教程导读

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　 <span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);">   </span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);">现在PC上流行的可执行文件格式主要是windows下的PE和linux下的ELF文件，他们都是COFF格式文件变种。目标文件时源代码编译后但未进行链接的那些中间文件，它跟可执行文件的格式几乎没有什么区别，因此目标文件（.o文件）也和可执行文件使用一样的储存格式。</span>

 
在linux中除了可执行文件还有几种文件也是使用ELF格式储存的，其中包括动态库文件（.so），可重定位文件(.o)，核心转储文件（进程终止时系统将一些进程信息储存到该类型的文件）。我们可以使用file命令查看文件类型 eg：
 
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xiang@xiang:~/workspace

nux$ file prim
prim: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.24, BuildID[sha1]=0xd54ce2ecedb22482c79f597093ff8c0b8f7c7113, not stripped
xiang@xiang:~/workspace

nux$
关于ELF文件的格式，其中包含了文件头（file header），代码段(.text)，数据段（.data）未初始化数据段(.bss)等，通过objdump 命令可以查看各个段的信息。
 
 
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xiang@xiang:~/workspace/algorithm$ g++ -c prim.cpp -o prim.o
xiang@xiang:~/workspace/algorithm$ objdump -h prim.o
 
prim.o:     file format elf32-i386
 
Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         0000031f  00000000  00000000  00000034  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, CODE
  1 .data         00000000  00000000  00000000  00000354  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .bss          003d3c21  00000000  00000000  00000360  2**5
                  ALLOC
  3 .rodata       00000008  00000000  00000000  00000360  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  4 .ctors        00000004  00000000  00000000  00000368  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, DATA
  5 .comment      0000002c  00000000  00000000  0000036c  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  6 .note.GNU-stack 00000000  00000000  00000000  00000398  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  7 .eh_frame     000000dc  00000000  00000000  00000398  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, DATA
xiang@xiang:~/workspace/algorithm$ objdump -h prim
1，文件头（file header）在文件头中包含了文件的魔数，机器字长，版本，运行平台，文件类型，入口地址，短信息等内容，其中魔数用于告诉系统文件的类型，如ELF文件的魔数就是DEL符+ELF， 

2，代码，数据段这些段非常熟悉，需要说明的一点就是.data段包含的是已经初始化的全局变量和静态变量，而。bss段包含的时未初始化的全局变脸和静态变量。其中有些文件中还存在。rodata段，存放只读数据段。另外在.bss段中的变量的默认值为0，因此.bss在elf文件中实际上并不占用空间，只是在装载的时候需要分配虚拟内存空间。

3. 段表，段表是elf文件除了文件头之外最重要的一个数据结构，其中包含了elf的各个段的信息，如每个段的段名，段的长度，在文件中的偏移，读写权限等，elf文件中的段结构就是由段表决定的，编译器，链接器装载器都是通过段表进行访问各个段的，段表的位置文件头中e_shoff决定，是在文件中的相对偏移。

4，重定位表，链接器的作用是链接多个目标文件，在一个文件中变量引用或函数引用可能定义在其他的目标文件中，而这些符号引用需要使用绝对地址。对于这些符号引用需要放在一个特定的段中，这个段就是重定位表。代码段的重定位信息放在.rel.text中，数据段的重定位信息放在.rel.data中。

5，字符串表，在ELF文件中有好多字符串，如段名，变量名，因为字符串的长度往往是不确定的，使用固定的结构来表示比较困难，一种常用的方法就是将所有的字符串放在一个单独的表中，而使用该字符串的地方只需要有个对该字符串的引用就可以了。

6，符号表，为了能将不同的目标文件链接起来，需要解决不同目标文件之间的相互引用问题。为了解决这个问题，在每个文件中存在很多符号表，其中包括全局符号表，外部符号表，局部符号等。其中全局符号包含定义在本目标文件中的全局符号，这些符号可以被其他的目标文件引用，外部符号包含了在本目标文件中引用，却未在本目标文件中定义的符号。

局部符号，指只有在编译单元内部可见的符号，在链接的过程中没有实际作用，链接器一般会忽略他们。

关于符号还涉及函数签名，强符号，弱符号等问题。

 
　　
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系统教程总结

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