简单了解ELF文件类型

本文主要简单地介绍一下ELF文件的相关构成，若有不当之处还请指正。

 什么是ELF

      ELF根据它的英文名称Executable and Linkable Format又叫做可执行与可链接格式，因此，ELF其实是一种Linux下的文件格式。

ELF文件类型

    ①可重定位文件（Relocatable File）

   ②可执行文件（Executable File）

   ③共享目标文件（Shared Object File）

    我们分别来看下这三种文件：

ELF组成

ELF文件由4部分组成，分别是ELF头(ELF header)、程序头表(Program header table)、节(Section)或段（Segment）和节头表(Section header table)。

—ELF header：用来描述整个文件的组织；

—Program header table：描述文件中的各种segments；

—Section/Segment：Section是从链接角度描述ELF，Segment是从执行角度描述ELF；

—Section header table：包含了文件节区的信息，如大小，偏移

我们先来看一下Program header table和Section header table联系：

要知道这两个表的联系我就得先知道ELF文件格式提供了两种视图：分别是链接视图和执行视图

为什么需要两种视图？

当ELF文件被加载到内存后，系统会将多个具有相同权限的section合并成一个segment。操作系统通常是以页为基本单位来管理内存分配，一般页的大小为4KB。同时，内存的权限管理粒度也是以页为单位，页内的内存是具有同样的权限属性。ELF文件被映射时，是以系统的页长度为单位，每个section在映射时的长度都是系统页长度的整数倍，若section的长度不是其整数倍，则多余部分会占一个页，然而一个ELF文件具有多个section，会导致内存浪费严重，而将多个section合并后会以段为基准，减少了页面内部碎片，节省里空间，提高了内存利用率。

ELF header

      ELF文件头位于ELF文件的起始位置，它包含整个文件的静态信息，可以通过readelf命令进行查看，ELF文件头结构以及相关参数定义在/usr/include/elf.h中，分为32位和64位两种版本，分别为Elf32_Ehdr和Elf_64_Ehdr，它们绝大多数内容都是一样的。

typedef struct {
Elf32_Half e_type;//Elf文件类型 
Elf32_Half e_machine;//ELF文件的CPU平台属性 
Elf32_Word e_version;//ELF版本信息 
Elf32_Addr e_entry;//入口地址 
Elf32_Off e_phoff;//程序头表的文件偏移（以字节为单位）。如果文件没有程序头表，则此成员值为零。 
Elf32_Off e_shoff;//节头表的文件偏移（以字节为单位）。如果文件没有节头表，则此成员值为零。 
Elf32_Word e_flags;//与文件关联的特定于处理器的标志。标志名称采用 EF_machine_flag 形式。 
Elf32_Half e_ehsize;//ELF 头的大小（以字节为单位） 
Elf32_Half e_phentsize;//文件的程序头表中某一项的大小（以字节为单位）。所有项的大小都相同 
Elf32_Half e_phnum;//程序头表中的项数。 
Elf32_Half e_shentsize;//节头的大小（以字节为单位）。节头是节头表中的一项。所有项的大小都相同 
Elf32_Half e_shnum;//节头表中的项数 
Elf32_Half e_shstrndx;//与节名称字符串表关联的项的节头表索引。
} Elf32_Ehdr;

我们可以使用readelf命令查看ELF header：

使用readelf -l hello查看program header和section header的信息：