LINUX平台下ELF文件加载过程

下面是LINUX平台下ELF文件加载过程的一个简单描述： 1：内核首先读ELF文件的头部，然后根据头部的数据指示分别读入各种数据结构，找到标记为可加载（loadable）的段，并调用函数mmap()把段内容加载到内存中。在加载之前， 内核把段的标记直接传递给mmap()，段的标记指示该段在内存中是否可读、可写，可执行。显然，文本段是只读可执行，而数据段是可读可写。这种方式是利用了现代操作系统和 处理器对内存的保护功能。著名的Shellcode的编写技巧则是突破此保护功能的一个实际例子。 2：内核分析出ELF文件标记为 PT_INTERP 的段中所对应的动态连接器名称，并加载动态连接器。现代 LINUX 系统的动态连接器通常是 /lib/ld-linux.so.2。 3：内核在新进程的堆栈中设置一些标记-值对，以指示动态连接器的相关操作。 4：内核把控制传递给动态连接器。 5：动态连接器检查程序对外部文件（共享库）的依赖性，并在需要时对其进行加载。 6：动态连接器对程序的外部引用进行重定位，通俗的讲，就是告诉程序其引用的外部变量/函数的地址，此地址位于共享库被加载在内存的区间内。动态连接还有一个延迟(Lazy) 定位的特性，即只在"真正"需要引用符号时才重定位，这对提高程序运行效率有极大帮助。 7：动态连接器执行在ELF文件中标记为 .init 的节的代码，进行程序运行的初始化。 8：动态连接器把控制传递给程序，从 ELF 文件头部中定义的程序进入点开始执行。在 a.out 格式和ELF格式中，程序进入点的值是显式存在的，在 COFF 格式中则是由规范隐含 定义。 从上面的描述可以看出，加载文件最重要的是完成两件事情：加载程序段和数据段到内存；进行外部定义符号的重定位。重定位是程序连接中一个重要概念。我们知道，一个可执 行程序通常是由一个含有 main() 的主程序文件、若干目标文件、若干共享库（Shared Libraries）组成。一个 C 程序可能引用共享库定义的变量或函数，换句话说就是程序运行 时必须知道这些变量/函数的地址。在静态连接中，程序所有需要使用的外部定义都完全包含在可执行程序中，而动态连接则只在可执行文件中设置相关外部定义的一些引用信息， 真正的重定位是在程序运行之时。静态连接方式有两个大问题：如果库中变量或函数有任何变化都必须重新编译连接程序；如果多个程序引用同样的变量/函数，则此变量/函数会 在文件/内存中出现多次，浪费硬盘/内存空间。比较两种连接方式生成的可执行文件的大小，可以看出有明显的区别。