【Tool】ELF 和 AXF 文件分析详解

ELF(Executable and Linking Format)是一个定义了目标文件内部信息如何组成和组织的文件格式。

内核会根据这些信息加载可执行文件,内核根据这些信息可以知道从文件哪里获取代码,从哪里获取初始化数据,在哪里应该加载共享库等信息。 

栈的地址是向下生长,堆的地址是向上生长:

【Tool】ELF 和 AXF 文件分析详解_第1张图片

1、ELF 文件类型

ELF 文件有下面三种类型: 

1)目标文件

$ gcc -c test.c 

得到的test.o就是目标文件,目标文件通过链接可生成可执行文件。 

静态库其实也算目标文件,静态库是通过ar命令将目标打包为.a文件。 

如:ar crv libtest.a test.o

2)可执行文件 

$gcc -o test test.c 

得到的 test 文件就是可执行的二进制文件。

3)共享库 

$ gcc test.c -fPIC -shared -o libtest.so 

得到的文件 listtest.so 就是共享库。

可以通过 readelf 来区分上面三种类型的 ELF 文件,每种类型文件的头部信息是不一样的。 

2、示例

2.1、test.c 文件

#include

int global_data = 4;
int global_data_2;
int main(int argc, char **argv)
{ 
    int local_data = 3; 

    printf("Hello World\n"); 
    printf("global_data = %d\n", global_data); 
    printf("global_data_2 = %d\n", global_data_2); 
    printf("local_data = %d\n", local_data); 

    return (0);
}

2.2、目标文件:$readelf -h test.o 

  ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF64
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              REL (Relocatable file)
  Machine:                           Advanced Micro Devices X86-64
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x0
  Start of program headers:          0 (bytes into file)
  Start of section headers:          456 (bytes into file)
  Flags:                             0x0
  Size of this header:               64 (bytes)
  Size of program headers:           0 (bytes)
  Number of program headers:         0
  Size of section headers:           64 (bytes)
  Number of section headers:         13
  Section header string table index: 10

在 readelf 的输出中:

第 1 行,ELF Header: 指名 ELF 文件头开始。
第 2 行,Magic 魔数,用来指名该文件是一个 ELF 目标文件。第一个字节 7F 是个固定的数;后面的 3 个字节正是 E, L, F 三个字母的 ASCII 形式。
第 3 行,CLASS 表示文件类型,这里是 64位的 ELF 格式。
第 4 行,Data 表示文件中的数据是按照什么格式组织(大端或小端)的,不同处理器平台数据组织格式可能就不同,如x86平台为小端存储格式。
第 5 行,当前 ELF 文件头版本号,这里版本号为 1 。
第 6 行,OS/ABI ,指出操作系统类型,ABI 是 Application Binary Interface 的缩写。
第 7 行,ABI 版本号,当前为 0 。
第 8 行,Type 表示文件类型。ELF 文件有 3 种类型,一种是如上所示的 Relocatable file 可重定位目标文件,一种是可执行文件(Executable),另外一种是共享库(Shared Library) 。
第 9 行,机器平台类型。
第 10 行,当前目标文件的版本号。
第 11 行,程序的虚拟地址入口点,因为这还不是可运行的程序,故而这里为零。
第 12 行,与 11 行同理,这个目标文件没有 Program Headers。
第 13 行,sections 头开始处,这里 208 是十进制,表示从地址偏移 0xD0 处开始。
第 14 行,是一个与处理器相关联的标志,x86 平台上该处为 0 。
第 15 行,ELF 文件头的字节数。
第 16 行,因为这个不是可执行程序,故此处大小为 0。
第 17 行,同理于第 16 行。
第 18 行,sections header 的大小,这里每个 section 头大小为 40 个字节。
第 19 行,一共有多少个 section 头,这里是 8 个。
第 20 行,section 头字符串表索引号,从 Section Headers 输出部分可以看到其内容的偏移在 0xa0 处,从此处开始到0xcf 结束保存着各个 sections 的名字,如 .data,.text,.bss等。

2.3、可执行文件:$readelf -h test 
 

  ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF64
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              EXEC (Executable file)
  Machine:                           Advanced Micro Devices X86-64
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x400420
  Start of program headers:          64 (bytes into file)
  Start of section headers:          2696 (bytes into file)
  Flags:                             0x0
  Size of this header:               64 (bytes)
  Size of program headers:           56 (bytes)
  Number of program headers:         8
  Size of section headers:           64 (bytes)
  Number of section headers:         30
  Section header string table index: 27

2.3.1、信息详解

1) 根据 Class、Type 和 Machine,可以知道该文件在 X86-64 位机器上生成的 64 位可执行文件;

2) 根据 Entry point address,可以知道当该程序启动时从虚拟地址 0x400420 处开始运行。

这个地址并不是 main 函数的地址,而是 _start 函数的地址,_start 由链接器创建,_start 是为了初始化程序。

通过这个命令可以看到 _start 函数:

objdump -d -j .text test 

3) 根据Number of program headers,可以知道该程序有8个段。

4) 根据Number of section headers,可以知道该程序有30个区。 

区中存储的信息是用来链接使用的,主要包括:程序代码、程序数据(变量)、重定向信息等。

比如:Code section 保存的是代码,data section 保存的是初始化或未初始化的数据等。

Linux内核无法以区的概念来识别可执行文件。

内核使用包括连续页的VMA(virtual memory area)来识别进程。

在每个VMA中可能映射了一个或多个区,每个VMA代表一个ELF文件的段。 

2.3.2、查看区的内容

$readelf -S test

There are 30 section headers, starting at offset 0xa88:
Section Headers:
  [Nr] Name              Type             Address           Offset
       Size              EntSize          Flags  Link  Info  Align
  [ 0]                   NULL             0000000000000000  00000000
       0000000000000000  0000000000000000           0     0     0
  [ 1] .interp           PROGBITS         0000000000400200  00000200
       000000000000001c  0000000000000000   A       0     0     1
  [ 2] .note.ABI-tag     NOTE             000000000040021c  0000021c
       0000000000000020  0000000000000000   A       0     0     4
  [ 3] .note.gnu.build-i NOTE             000000000040023c  0000023c
       0000000000000024  0000000000000000   A       0     0     4
  [ 4] .gnu.hash         GNU_HASH         0000000000400260  00000260
       000000000000001c  0000000000000000   A       5     0     8
  [ 5] .dynsym           DYNSYM           0000000000400280  00000280
       0000000000000078  0000000000000018   A       6     1     8
  [ 6] .dynstr           STRTAB           00000000004002f8  000002f8
       0000000000000044  0000000000000000   A       0     0     1
  [ 7] .gnu.version      VERSYM           000000000040033c  0000033c
       000000000000000a  0000000000000002   A       5     0     2
  [ 8] .gnu.version_r    VERNEED          0000000000400348  00000348
       0000000000000020  0000000000000000   A       6     1     8
  [ 9] .rela.dyn         RELA             0000000000400368  00000368
       0000000000000018  0000000000000018   A       5     0     8
  [10] .rela.plt         RELA             0000000000400380  00000380
       0000000000000048  0000000000000018   A       5    12     8
  [11] .init             PROGBITS         00000000004003c8  000003c8
       0000000000000018  0000000000000000  AX       0     0     4
  [12] .plt              PROGBITS         00000000004003e0  000003e0
       0000000000000040  0000000000000010  AX       0     0     4
  [13] .text             PROGBITS         0000000000400420  00000420
       0000000000000238  0000000000000000  AX       0     0     16
  [14] .fini             PROGBITS         0000000000400658  00000658
       000000000000000e  0000000000000000  AX       0     0     4
  [15] .rodata           PROGBITS         0000000000400668  00000668
       0000000000000053  0000000000000000   A       0     0     8
  [16] .eh_frame_hdr     PROGBITS         00000000004006bc  000006bc
       0000000000000024  0000000000000000   A       0     0     4
  [17] .eh_frame         PROGBITS         00000000004006e0  000006e0
       000000000000007c  0000000000000000   A       0     0     8
  [18] .ctors            PROGBITS         0000000000600760  00000760
       0000000000000010  0000000000000000  WA       0     0     8
  [19] .dtors            PROGBITS         0000000000600770  00000770
       0000000000000010  0000000000000000  WA       0     0     8
  [20] .jcr              PROGBITS         0000000000600780  00000780
       0000000000000008  0000000000000000  WA       0     0     8
  [21] .dynamic          DYNAMIC          0000000000600788  00000788
       0000000000000190  0000000000000010  WA       6     0     8
  [22] .got              PROGBITS         0000000000600918  00000918
       0000000000000008  0000000000000008  WA       0     0     8
  [23] .got.plt          PROGBITS         0000000000600920  00000920
       0000000000000030  0000000000000008  WA       0     0     8
  [24] .data             PROGBITS         0000000000600950  00000950
       0000000000000008  0000000000000000  WA       0     0     4
  [25] .bss              NOBITS           0000000000600958  00000958
       0000000000000018  0000000000000000  WA       0     0     8
  [26] .comment          PROGBITS         0000000000000000  00000958
       000000000000002c  0000000000000001  MS       0     0     1
  [27] .shstrtab         STRTAB           0000000000000000  00000984
       00000000000000fe  0000000000000000           0     0     1
  [28] .symtab           SYMTAB           0000000000000000  00001208
       0000000000000648  0000000000000018          29    46     8
  [29] .strtab           STRTAB           0000000000000000  00001850
       000000000000021e  0000000000000000           0     0     1
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings)
  I (info), L (link order), G (group), x (unknown)
  O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)

.text 区存储的是程序的代码(二进制指令),该区的标志为 X 表示可执行。

2.3.3、使用 objdump 反汇编查看 .text 的内容

$objdump -d -j .text test 

-d选项告诉objdump反汇编机器码,-j选项告诉objdump只关心.text区。

test:     file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
0000000000400420 <_start>:
  400420:       31 ed                   xor    %ebp,%ebp
  400422:       49 89 d1                mov    %rdx,%r9
  400425:       5e                      pop    %rsi
  400426:       48 89 e2                mov    %rsp,%rdx
  400429:       48 83 e4 f0             and    $0xfffffffffffffff0,%rsp
  40042d:       50                      push   %rax
  40042e:       54                      push   %rsp
  40042f:       49 c7 c0 80 05 40 00    mov    $0x400580,%r8
  400436:       48 c7 c1 90 05 40 00    mov    $0x400590,%rcx
  40043d:       48 c7 c7 04 05 40 00    mov    $0x400504,%rdi
  400444:       e8 c7 ff ff ff          callq  400410 <__libc_start_main@plt>
  400449:       f4                      hlt    
  40044a:       90                      nop
  40044b:       90                      nop

000000000040044c :
  40044c:       48 83 ec 08             sub    $0x8,%rsp
  400450:       48 8b 05 c1 04 20 00    mov    0x2004c1(%rip),%rax        # 600918 <_DYNAMIC+0x190>
  400457:       48 85 c0                test   %rax,%rax
  40045a:       74 02                   je     40045e 
  40045c:       ff d0                   callq  *%rax
  40045e:       48 83 c4 08             add    $0x8,%rsp
  400462:       c3                      retq   
  400463:       90                      nop
  400464:       90                      nop
  400465:       90                      nop
  400466:       90                      nop
  400467:       90                      nop
  400468:       90                      nop
  400469:       90                      nop
  40046a:       90                      nop
  40046b:       90                      nop
  40046c:       90                      nop
  40046d:       90                      nop
  40046e:       90                      nop
  40046f:       90                      nop

0000000000400470 <__do_global_dtors_aux>:
  400470:       55                      push   %rbp
  400471:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  400474:       53                      push   %rbx
  400475:       48 83 ec 08             sub    $0x8,%rsp
  400479:       80 3d d8 04 20 00 00    cmpb   $0x0,0x2004d8(%rip)        # 600958 <__bss_start>
  400480:       75 4b                   jne    4004cd <__do_global_dtors_aux+0x5d>
  400482:       bb 78 07 60 00          mov    $0x600778,%ebx
  400487:       48 8b 05 d2 04 20 00    mov    0x2004d2(%rip),%rax        # 600960 
  40048e:       48 81 eb 70 07 60 00    sub    $0x600770,%rbx
  400495:       48 c1 fb 03             sar    $0x3,%rbx
  400499:       48 83 eb 01             sub    $0x1,%rbx
  40049d:       48 39 d8                cmp    %rbx,%rax
  4004a0:       73 24                   jae    4004c6 <__do_global_dtors_aux+0x56>
  4004a2:       66 0f 1f 44 00 00       nopw   0x0(%rax,%rax,1)
  4004a8:       48 83 c0 01             add    $0x1,%rax
  4004ac:       48 89 05 ad 04 20 00    mov    %rax,0x2004ad(%rip)        # 600960 
  4004b3:       ff 14 c5 70 07 60 00    callq  *0x600770(,%rax,8)
  4004ba:       48 8b 05 9f 04 20 00    mov    0x20049f(%rip),%rax        # 600960 
  4004c1:       48 39 d8                cmp    %rbx,%rax
  4004c4:       72 e2                   jb     4004a8 <__do_global_dtors_aux+0x38>
  4004c6:       c6 05 8b 04 20 00 01    movb   $0x1,0x20048b(%rip)        # 600958 <__bss_start>
  4004cd:       48 83 c4 08             add    $0x8,%rsp
  4004d1:       5b                      pop    %rbx
  4004d2:       c9                      leaveq 
  4004d3:       c3                      retq   
  4004d4:       66 66 66 2e 0f 1f 84    data32 data32 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)
  4004db:       00 00 00 00 00 

00000000004004e0 :
  4004e0:       48 83 3d 98 02 20 00    cmpq   $0x0,0x200298(%rip)        # 600780 <__JCR_END__>
  4004e7:       00 
  4004e8:       55                      push   %rbp
  4004e9:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4004ec:       74 12                   je     400500 
  4004ee:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  4004f3:       48 85 c0                test   %rax,%rax
  4004f6:       74 08                   je     400500 
  4004f8:       bf 80 07 60 00          mov    $0x600780,%edi
  4004fd:       c9                      leaveq 
  4004fe:       ff e0                   jmpq   *%rax
  400500:       c9                      leaveq 
  400501:       c3                      retq   
  400502:       90                      nop
  400503:       90                      nop

0000000000400504 
:   400504:       55                      push   %rbp   400505:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp   400508:       48 83 ec 20             sub    $0x20,%rsp   40050c:       89 7d ec                mov    %edi,-0x14(%rbp)   40050f:       48 89 75 e0             mov    %rsi,-0x20(%rbp)   400513:       c7 45 fc 03 00 00 00    movl   $0x3,-0x4(%rbp)   40051a:       bf 78 06 40 00          mov    $0x400678,%edi   40051f:       e8 dc fe ff ff          callq  400400   400524:       8b 15 2a 04 20 00       mov    0x20042a(%rip),%edx        # 600954   40052a:       b8 84 06 40 00          mov    $0x400684,%eax   40052f:       89 d6                   mov    %edx,%esi   400531:       48 89 c7                mov    %rax,%rdi   400534:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax   400539:       e8 b2 fe ff ff          callq  4003f0   40053e:       8b 15 24 04 20 00       mov    0x200424(%rip),%edx        # 600968   400544:       b8 96 06 40 00          mov    $0x400696,%eax   400549:       89 d6                   mov    %edx,%esi   40054b:       48 89 c7                mov    %rax,%rdi   40054e:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax   400553:       e8 98 fe ff ff          callq  4003f0   400558:       b8 aa 06 40 00          mov    $0x4006aa,%eax   40055d:       8b 55 fc                mov    -0x4(%rbp),%edx   400560:       89 d6                   mov    %edx,%esi   400562:       48 89 c7                mov    %rax,%rdi   400565:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax   40056a:       e8 81 fe ff ff          callq  4003f0   40056f:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax   400574:       c9                      leaveq    400575:       c3                      retq      400576:       90                      nop   400577:       90                      nop   400578:       90                      nop   400579:       90                      nop   40057a:       90                      nop   40057b:       90                      nop   40057c:       90                      nop   40057d:       90                      nop   40057e:       90                      nop   40057f:       90                      nop 0000000000400580 <__libc_csu_fini>:   400580:       f3 c3                   repz retq    400582:       66 66 66 66 66 2e 0f    data32 data32 data32 data32 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)   400589:       1f 84 00 00 00 00 00  0000000000400590 <__libc_csu_init>:   400590:       48 89 6c 24 d8          mov    %rbp,-0x28(%rsp)   400595:       4c 89 64 24 e0          mov    %r12,-0x20(%rsp)   40059a:       48 8d 2d bb 01 20 00    lea    0x2001bb(%rip),%rbp        # 60075c <__init_array_end>   4005a1:       4c 8d 25 b4 01 20 00    lea    0x2001b4(%rip),%r12        # 60075c <__init_array_end>   4005a8:       4c 89 6c 24 e8          mov    %r13,-0x18(%rsp)   4005ad:       4c 89 74 24 f0          mov    %r14,-0x10(%rsp)   4005b2:       4c 89 7c 24 f8          mov    %r15,-0x8(%rsp)   4005b7:       48 89 5c 24 d0          mov    %rbx,-0x30(%rsp)   4005bc:       48 83 ec 38             sub    $0x38,%rsp   4005c0:       4c 29 e5                sub    %r12,%rbp   4005c3:       41 89 fd                mov    %edi,%r13d   4005c6:       49 89 f6                mov    %rsi,%r14   4005c9:       48 c1 fd 03             sar    $0x3,%rbp   4005cd:       49 89 d7                mov    %rdx,%r15   4005d0:       e8 f3 fd ff ff          callq  4003c8 <_init>   4005d5:       48 85 ed                test   %rbp,%rbp   4005d8:       74 1c                   je     4005f6 <__libc_csu_init+0x66>   4005da:       31 db                   xor    %ebx,%ebx   4005dc:       0f 1f 40 00             nopl   0x0(%rax)   4005e0:       4c 89 fa                mov    %r15,%rdx   4005e3:       4c 89 f6                mov    %r14,%rsi   4005e6:       44 89 ef                mov    %r13d,%edi   4005e9:       41 ff 14 dc             callq  *(%r12,%rbx,8)   4005ed:       48 83 c3 01             add    $0x1,%rbx   4005f1:       48 39 eb                cmp    %rbp,%rbx   4005f4:       72 ea                   jb     4005e0 <__libc_csu_init+0x50>   4005f6:       48 8b 5c 24 08          mov    0x8(%rsp),%rbx   4005fb:       48 8b 6c 24 10          mov    0x10(%rsp),%rbp   400600:       4c 8b 64 24 18          mov    0x18(%rsp),%r12   400605:       4c 8b 6c 24 20          mov    0x20(%rsp),%r13   40060a:       4c 8b 74 24 28          mov    0x28(%rsp),%r14   40060f:       4c 8b 7c 24 30          mov    0x30(%rsp),%r15   400614:       48 83 c4 38             add    $0x38,%rsp   400618:       c3                      retq      400619:       90                      nop   40061a:       90                      nop   40061b:       90                      nop   40061c:       90                      nop   40061d:       90                      nop   40061e:       90                      nop   40061f:       90                      nop 0000000000400620 <__do_global_ctors_aux>:   400620:       55                      push   %rbp   400621:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp   400624:       53                      push   %rbx   400625:       48 83 ec 08             sub    $0x8,%rsp   400629:       48 8b 05 30 01 20 00    mov    0x200130(%rip),%rax        # 600760 <__CTOR_LIST__>   400630:       48 83 f8 ff             cmp    $0xffffffffffffffff,%rax   400634:       74 19                   je     40064f <__do_global_ctors_aux+0x2f>   400636:       bb 60 07 60 00          mov    $0x600760,%ebx   40063b:       0f 1f 44 00 00          nopl   0x0(%rax,%rax,1)   400640:       48 83 eb 08             sub    $0x8,%rbx   400644:       ff d0                   callq  *%rax   400646:       48 8b 03                mov    (%rbx),%rax   400649:       48 83 f8 ff             cmp    $0xffffffffffffffff,%rax   40064d:       75 f1                   jne    400640 <__do_global_ctors_aux+0x20>   40064f:       48 83 c4 08             add    $0x8,%rsp   400653:       5b                      pop    %rbx   400654:       c9                      leaveq    400655:       c3                      retq      400656:       90                      nop   400657:       90                      nop

2.3.4、使用 objdump 反汇编查看 .data 的内容
 
$objdump -d -j .data test 

.data区保存的是初始化的全局变量。

test:     file format elf64-x86-64
Disassembly of section .data:
0000000000600950 <__data_start>:
  600950:       00 00                   add    %al,(%rax)
        ...
0000000000600954 :
  600954:       04 00 00 00  

2.3.5、使用objdump反汇编查看.bss的内容

$objdump -d -j .bss test 

.bss区保存的是未初始化的全局变量,linux会默认将未初始化的变量置为0。

test: file format elf64-x86-64

Disassembly of section .bss:

0000000000600958 :
        ...
0000000000600960 :
        ...
0000000000600968 :

2.4、共享库:$readelf -h libtest.so 

  ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF64
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              DYN (Shared object file)
  Machine:                           Advanced Micro Devices X86-64
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x570
  Start of program headers:          64 (bytes into file)
  Start of section headers:          2768 (bytes into file)
  Flags:                             0x0
  Size of this header:               64 (bytes)
  Size of program headers:           56 (bytes)
  Number of program headers:         6
  Size of section headers:           64 (bytes)
  Number of section headers:         29
  Section header string table index: 26

2.5、查看 test 文件中所有的符号

$readelf -s test 

Value 的值是符号的地址。
 

Symbol table '.dynsym' contains 5 entries:
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND 
     1: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND printf@GLIBC_2.2.5 (2)
     2: 0000000000000000     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT  UND __gmon_start__
     3: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND puts@GLIBC_2.2.5 (2)
     4: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __libc_start_main@GLIBC_2.2.5 (2)

Symbol table '.symtab' contains 67 entries:
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND 
     1: 0000000000400200     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    1 
     2: 000000000040021c     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    2 
     3: 000000000040023c     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    3 
     4: 0000000000400260     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    4 
     5: 0000000000400280     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    5 
     6: 00000000004002f8     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    6 
     7: 000000000040033c     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    7 
     8: 0000000000400348     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    8 
     9: 0000000000400368     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    9 
    10: 0000000000400380     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   10 
    11: 00000000004003c8     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   11 
    12: 00000000004003e0     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   12 
    13: 0000000000400420     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   13 
    14: 0000000000400658     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   14 
    15: 0000000000400668     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   15 
    16: 00000000004006bc     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   16 
    17: 00000000004006e0     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   17 
    18: 0000000000600760     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   18 
    19: 0000000000600770     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   19 
    20: 0000000000600780     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   20 
    21: 0000000000600788     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   21 
    22: 0000000000600918     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   22 
    23: 0000000000600920     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   23 
    24: 0000000000600950     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   24 
    25: 0000000000600958     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   25 
    26: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   26 
    27: 000000000040044c     0 FUNC    LOCAL  DEFAULT   13 call_gmon_start
    28: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS crtstuff.c
    29: 0000000000600760     0 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   18 __CTOR_LIST__
    30: 0000000000600770     0 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   19 __DTOR_LIST__
    31: 0000000000600780     0 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   20 __JCR_LIST__
    32: 0000000000400470     0 FUNC    LOCAL  DEFAULT   13 __do_global_dtors_aux
    33: 0000000000600958     1 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   25 completed.6347
    34: 0000000000600960     8 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   25 dtor_idx.6349
    35: 00000000004004e0     0 FUNC    LOCAL  DEFAULT   13 frame_dummy
    36: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS crtstuff.c
    37: 0000000000600768     0 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   18 __CTOR_END__
    38: 0000000000400758     0 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   17 __FRAME_END__
    39: 0000000000600780     0 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   20 __JCR_END__
    40: 0000000000400620     0 FUNC    LOCAL  DEFAULT   13 __do_global_ctors_aux
    41: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS test.c
    42: 0000000000600920     0 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   23 _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
    43: 000000000060075c     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT   18 __init_array_end
    44: 000000000060075c     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT   18 __init_array_start
    45: 0000000000600788     0 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   21 _DYNAMIC
    46: 0000000000600950     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT   24 data_start
    47: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND printf@@GLIBC_2.2.5
    48: 0000000000400580     2 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 __libc_csu_fini
    49: 0000000000400420     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 _start
    50: 0000000000600968     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   25 global_data_2
    51: 0000000000000000     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT  UND __gmon_start__
    52: 0000000000000000     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT  UND _Jv_RegisterClasses
    53: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND puts@@GLIBC_2.2.5
    54: 0000000000400658     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT   14 _fini
    55: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __libc_start_main@@GLIBC_
    56: 0000000000400668     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   15 _IO_stdin_used
    57: 0000000000600950     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT   24 __data_start
    58: 0000000000400670     0 OBJECT  GLOBAL HIDDEN    15 __dso_handle
    59: 0000000000600778     0 OBJECT  GLOBAL HIDDEN    19 __DTOR_END__
    60: 0000000000400590   137 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 __libc_csu_init
    61: 0000000000600958     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_start
    62: 0000000000600970     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _end
    63: 0000000000600958     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS _edata
    64: 0000000000600954     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   24 global_data
    65: 0000000000400504   114 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 main
    66: 00000000004003c8     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT   11 _init

.text:

已编译程序的机器代码;

.rodata:

只读数据,比如printf语句中的格式串和开关(switch)语句的跳转表;

.data:

已初始化的全局C变量。

局部C变量在运行时被保存在栈中,既不出现在.data中,也不出现在.bss节中。

.bss:

未初始化的全局C变量。

在目标文件中这个节不占据实际的空间,它仅仅是一个占位符。

目标文件格式区分初始化和未初始化变量是为了空间效率在:在目标文件中,未初始化变量不需要占据任何实际的磁盘空间。

.symtab:

一个符号表(symbol table),它存放在程序中被定义和引用的函数和全局变量的信息。

一些程序员错误地认为必须通过-g选项来编译一个程序,得到符号表信息。

实际上,每个可重定位目标文件在.symtab中都有一张符号表。然而,和编译器中的符号表不同,.symtab符号表不包含局部变量的表目。

.rel.text:

当链接噐把这个目标文件和其他文件结合时,.text节中的许多位置都需要修改。

一般而言,任何调用外部函数或者引用全局变量的指令都需要修改。

另一方面调用本地函数的指令则不需要修改。

注意,可执行目标文件中并不需要重定位信息,因此通常省略,除非使用者显式地指示链接器包含这些信息。

.rel.data:

被模块定义或引用的任何全局变量的信息。一般而言,任何已初始化全局变量的初始值是全局变量或者外部定义函数的地址都需要被修改。

.debug:

一个调试符号表,其有些表目是程序中定义的局部变量和类型定义,有些表目是程序中定义和引用的全局变量,有些是原始的C源文件。

只有以-g选项调用编译驱动程序时,才会得到这张表。

.line:

原始C源程序中的行号和.text节中机器指令之间的映射。只有以-g选项调用编译驱动程序时,才会得到这张表。

.strtab:

一个字符串表,其内容包括.symtab和.debug节中的符号表,以及节头部中的节名字。字符串表就是以null结尾的字符串序列。

PROGBITS(程序必须解释的信息,如二进制代码),STRTAB用于存储与ELF格式有关的字符串,但与程序没有直接关联,如各个节的名称(.text, .comment)

.data保存初始化过的数据,这是普通程序数据的一部分,可以在程序运行期间修改。

.rodata保存了只读数据,可以读取但不能修改,例如printf语句中的所有静态字符串封装到该节。

.init和.fini保存了进程初始化和结束所用的代码,这通常是由编译器自动添加的。

.hash是一个散列表,允许在不对全表元素进行线性搜索的情况下,快速访问所有符号表项。

2.6、查看文件的段信息

$readelf -l test 

区到段的映射,基本上是按照区的顺序进行映射。 

如果Flags为R和E,表示该段可读和可执行。 

如果Flags为W,表示该段可写。 

VirtAddr是每个段的虚拟起始地址。这个地址并不是位于真正内存上的地址(物理地址)。

Elf file type is EXEC (Executable file)
Entry point 0x400420
There are 8 program headers, starting at offset 64

Program Headers:
  Type           Offset             VirtAddr           PhysAddr
                 FileSiz            MemSiz              Flags  Align
  PHDR           0x0000000000000040 0x0000000000400040 0x0000000000400040
                 0x00000000000001c0 0x00000000000001c0  R E    8
  INTERP         0x0000000000000200 0x0000000000400200 0x0000000000400200
                 0x000000000000001c 0x000000000000001c  R      1
      [Requesting program interpreter: /lib64/ld-linux-x86-64.so.2]
  LOAD           0x0000000000000000 0x0000000000400000 0x0000000000400000
                 0x000000000000075c 0x000000000000075c  R E    200000
  LOAD           0x0000000000000760 0x0000000000600760 0x0000000000600760
                 0x00000000000001f8 0x0000000000000210  RW     200000
  DYNAMIC        0x0000000000000788 0x0000000000600788 0x0000000000600788
                 0x0000000000000190 0x0000000000000190  RW     8
  NOTE           0x000000000000021c 0x000000000040021c 0x000000000040021c
                 0x0000000000000044 0x0000000000000044  R      4
  GNU_EH_FRAME   0x00000000000006bc 0x00000000004006bc 0x00000000004006bc
                 0x0000000000000024 0x0000000000000024  R      4
  GNU_STACK      0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000
                 0x0000000000000000 0x0000000000000000  RW     8

 Section to Segment mapping:
  Segment Sections...
   00     
   01     .interp 
   02     .interp .note.ABI-tag .note.gnu.build-id .gnu.hash .dynsym .dynstr .gnu.version .gnu.version_r .rela.dyn .rela.plt .init .plt .text .fini .rodata .eh_frame_hdr .eh_frame 
   03     .ctors .dtors .jcr .dynamic .got .got.plt .data .bss 
   04     .dynamic 
   05     .note.ABI-tag .note.gnu.build-id 
   06     .eh_frame_hdr 
   07     

上述各段组成了最终在内存中执行的程序,其还提供了各段在虚拟地址空间和物理地址空间中的大小、位置、标志、访问授权和对齐方面的信息。各段语义如下:

PHDR保存程序头表

INTERP指定程序从可行性文件映射到内存之后,必须调用的解释器,它是通过链接其他库来满足未解析的引用,用于在虚拟地址空间中插入程序运行所需的动态库。

LOAD表示一个需要从二进制文件映射到虚拟地址空间的段,其中保存了常量数据(如字符串),程序目标代码等。

DYNAMIC段保存了由动态连接器(即INTERP段中指定的解释器)使用的信息。

段有多种类型,下面介绍LOAD类型:

LOAD:该段的内容从可执行文件中获取。Offset标识内核从文件读取的位置。FileSiz标识读取多少字节。

那么,执行test之后的进程的段布局是如何呢? 
可以通过cat /proc/pid/maps来查看。pid是进程的pid。 
但是该test运行时间很短,可以使用gdb加断点来运行,或者在return语句之前加上sleep()。

下面使用gdb加断点的形式:

GNU gdb (GDB) Red Hat Enterprise Linux (7.2-50.el6)
Copyright (C) 2010 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later 
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-redhat-linux-gnu".
For bug reporting instructions, please see:
...
Reading symbols from /data/readyao/qqlive_zb_prj/server/cgi_push_post_replay/lib/test...(no debugging symbols found)...done.
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x400508
(gdb) r
Starting program: /data/readyao/qqlive_zb_prj/server/cgi_push_post_replay/lib/test 
[Thread debugging using libthread_db enabled]

Breakpoint 1, 0x0000000000400508 in main ()
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.12-1.49.tl1.x86_64

$cat /proc/6929/maps

00400000-00401000 r-xp 00000000 ca:11 8626925                            /test
00600000-00601000 rw-p 00000000 ca:11 8626925                            /test
7ffff762d000-7ffff7644000 r-xp 00000000 ca:01 332328                     /lib64/libpthread-2.12.so
7ffff7644000-7ffff7843000 ---p 00017000 ca:01 332328                     /lib64/libpthread-2.12.so
7ffff7843000-7ffff7844000 r--p 00016000 ca:01 332328                     /lib64/libpthread-2.12.so
7ffff7844000-7ffff7845000 rw-p 00017000 ca:01 332328                     /lib64/libpthread-2.12.so
7ffff7845000-7ffff7849000 rw-p 00000000 00:00 0 
7ffff7849000-7ffff784b000 r-xp 00000000 ca:01 332237                     /lib64/libdl-2.12.so
7ffff784b000-7ffff7a4b000 ---p 00002000 ca:01 332237                     /lib64/libdl-2.12.so
7ffff7a4b000-7ffff7a4c000 r--p 00002000 ca:01 332237                     /lib64/libdl-2.12.so
7ffff7a4c000-7ffff7a4d000 rw-p 00003000 ca:01 332237                     /lib64/libdl-2.12.so
7ffff7a4d000-7ffff7bd3000 r-xp 00000000 ca:01 332102                     /lib64/libc-2.12.so
7ffff7bd3000-7ffff7dd3000 ---p 00186000 ca:01 332102                     /lib64/libc-2.12.so
7ffff7dd3000-7ffff7dd7000 r--p 00186000 ca:01 332102                     /lib64/libc-2.12.so
7ffff7dd7000-7ffff7dd8000 rw-p 0018a000 ca:01 332102                     /lib64/libc-2.12.so
7ffff7dd8000-7ffff7ddd000 rw-p 00000000 00:00 0 
7ffff7ddd000-7ffff7dfd000 r-xp 00000000 ca:01 332126                     /lib64/ld-2.12.so
7ffff7ed9000-7ffff7edc000 rw-p 00000000 00:00 0 
7ffff7eeb000-7ffff7eee000 r-xp 00000000 ca:01 336319                     /lib64/libonion_security.so.1.0.13
7ffff7eee000-7ffff7fee000 ---p 00003000 ca:01 336319                     /lib64/libonion_security.so.1.0.13
7ffff7fee000-7ffff7fef000 rw-p 00003000 ca:01 336319                     /lib64/libonion_security.so.1.0.13
7ffff7fef000-7ffff7ffb000 rw-p 00000000 00:00 0 
7ffff7ffb000-7ffff7ffc000 r-xp 00000000 00:00 0                          [vdso]
7ffff7ffc000-7ffff7ffd000 r--p 0001f000 ca:01 332126                     /lib64/ld-2.12.so
7ffff7ffd000-7ffff7ffe000 rw-p 00020000 ca:01 332126                     /lib64/ld-2.12.so
7ffff7ffe000-7ffff7fff000 rw-p 00000000 00:00 0 
7ffffffea000-7ffffffff000 rw-p 00000000 00:00 0                          [stack]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0                  [vsyscall]

前面一部分是VMA的起始地址和结束地址,最后一部分是该区域内容所属文件。
 
在32位系统中,进程地址空间为4G,分为用户空间和内核空间。

【Tool】ELF 和 AXF 文件分析详解_第2张图片

 

 

refer:

https://blog.csdn.net/Linux_ever/article/details/78210089 

https://blog.csdn.net/freeking101/article/details/78270487

readelf命令:http://man.linuxde.net/readelf

ELF文件格式解析:https://www.2cto.com/kf/201605/511370.html

ELF文件格式解析:http://blog.csdn.net/earbao/article/details/51746275

可执行文件(ELF)格式的理解------系列文章:http://www.cnblogs.com/xmphoenix/archive/2011/10/23/2221879.html

Linux内核分析——ELF文件格式分析:http://www.cnblogs.com/20135223heweiqin/p/5554922.html

linux第三次实践:ELF文件格式分析:http://www.cnblogs.com/cdcode/p/5551649.html

程序破解及ELF文件格式分析:http://www.jianshu.com/p/7a75324e98ab

Android逆向之旅---SO(ELF)文件格式详解:http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/49336613

 

 

 

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