Linux系统--ELF文件之可重定位文件(Relocatable file)解析
Linux下ELF文件类型分为以下几种：
1、可重定位文件，例如SimpleSection.o；
2、可执行文件，例如/bin/bash；
3、共享目标文件，例如/lib/libc.so。
本文章中，我们会使用objdump，readelf，hexdump，nm等来分析一个linux中可重定位文件SimpleSection.o。
首先附上SimpleSection.c源代码：
使用命令:
gcc -c SimpleSection.c
得到SimpleSection.o，下面我们首先附上SimpleSection.o的二进制内容以及整体轮廓。
使用命令：
hexdump -C SimpleSection.o，得到SimpleSection.o的二进制内容。
计算机科学中，二进制0 1可以代表代码，字母，数字（十进制数和十六进制数）。
图1
SimpleSection.o的整体轮廓图如下，可能读者会想为什么会得到这样一张图，随着我们深入分析每个段的内容，答案自然会揭晓。
图 2
我们看到0x758是所有段结束的位置，换算成十进制就是1880个字节。和我们刚才获取的文件大小一样。
下面我们来利用命令来分析ELF文件结构的每个部分：
1、ELF Header
使用命令readelf -h SimpleSection.o，得到下图。
图 3
ELF文件头结构及相关参数被定义在“/usr/include/elf.h”中，如下：
Type：ELF文件类型，本例中为REL（Relocatable File），可重定位文件。
Start of section headers，段表在文件中偏移，就是图2中Section Table的位置为392（0x188）。
Size of section headers，ELF文件头的大小为64个字节。
Number of section headers，ELF拥有多少个断，本例为13个段。见图 7。
Section header string table index，段表字符串表所在的段在段表中的下标。本例中等于10，见图 7。
2、.text
使用命令：
objdump -d SimpleSection.o，得到了下图，由于是代码段，所以二进制代表汇编代码。
图 4
3、.data
使用命令objdump -s SimpleSection.o，得到数据段，如下图：
图 5
本例中存入数据段的是
共8个字节，一个是0x00000054，十进制是84；一个是0x0000000055，十进制是85。
4、.bss
使用命令objdump -h SimpleSection.o，得到下图：
图 6
本例中存入数据段的是
大家会注意到int global_uninit_var;既没有在.data段中，也没有在.bss段中。如果在前面加上static，那么则存在.bss段中。
5、.rodata
.rodata存放的只读数据。25640a00，查看ASCII表代表的就是%d\n。
6、.shstrtab（段表字符串表）
如图1，存放的是
..symtab..strtab..shstrtab..rela.text..data..bs..rodata..comment..note.GNU-stak..rela.eh_frame
7、.strtab（字符串表）
如图1，存放的是
SimpleSection.c.static_var.1594.static_var2.1595.global_init_var.global_uninit_var.func1.printf.main
8、Section Table
使用命令，readelf -S SimpleSection.o，得到下图：
图 7
这就解释了图1，为什么要那么画。
Offset表示段偏移，Size表示段大小。
Type，PROGBITS表示段，NOBITS表示不占空间，.RELA表示重定位段，STRTAB表示字符串表，SYMTAB表示符号表。
EntSize表示如果段中有重复的内容，则表示重复内容大小。比如下面要介绍的符号表就是重复内容组成的。
在TYPE为RELA时，Link表示该段所使用的相应符号表在段表中，本例中为11。Info表示该重定位表所作用的段在段表中的下标。.rela.text为1，.rela.eh_frame为8。
9、.symtab（符号表）
使用命令，readelf -s SimpleSection.o，得到下图：
图 8
Name，表示字符串在字符串表中的下标；
Ndx，SimpleSection.c为ABS，global_uninit_var为COM，表示这个变量是强引用或者弱引用，目前即不在.data段中，也不在.bss段中，等待链接时会确定。
printf为UND，表示没有定义，即引用了外部的函数。
global_init_var，NDX为3，表示在.data中，其余类似。表示符号所在的段在段表中的下标；参考图 7。
Bind GLOBAL表示可以被外部引用或者引用外部的函数和变量。
TYPE为OBJECT表示对象，FUNC表示函数，SECTION表示段，FILE表示文件，printf为NOTYPE，表示没有定义，是引用外部函数。
SIZE表示大小。
Value表示在本段中的偏移，比如static_var.1594表示在.data段中的偏移为4。 main在.data段中的偏移为21。
最后介绍个命令，nm SimpleSection.o，结果如下：
可以看出示所有可以被外部引用或者引用外部的函数和变量。
T表示text；D和d表示data；b表示bss，C表示Common，U表示Undef。
程序中的非静态局部变量即不在数据段也不在代码段，可能在堆栈段。
至此，所有段都分析完了。