技術分析:從字節(jié)碼的粒度來探索ELF文件
描述 Program header table 的結構體:
描述 Section header table 的結構體:
ELF header(ELF 頭)
頭部內容,就相當于是一個總管,它決定了這個完整的 ELF 文件內部的所有信息,比如:
這是一個 ELF 文件;
一些基本信息:版本,文件類型,機器類型;
Program header table(程序頭表)的開始地址,在整個文件的什么地方;
Section header table(節(jié)頭表)的開始地址,在整個文件的什么地方;
你是不是有點納悶,好像沒有說 Sections(從鏈接器角度看) 或者 Segments(從加載器角度看) 在 ELF 文件的什么地方。
為了方便描述,我就把 Sections 和 Segments 全部統(tǒng)一稱為 Sections 啦!
其實是這樣的,在一個 ELF 文件中,存在很多個 Sections,這些 Sections 的具體信息,是在 Program header table 或者 Section head table 中進行描述的。
就拿 Section head table 來舉例吧:
假如一個 ELF 文件中一共存在 4 個 Section: .text、.rodata、.data、.bss,那么在 Section head table 中,將會有 4 個 Entry(條目)來分別描述這 4 個 Section 的具體信息(嚴格來說,不止 4 個 Entry,因為還存在一些其他輔助的 Sections),就像下面這樣:
在開頭我就說了,我要用字節(jié)碼的粒度,扒開來給你看!
為了不耍流氓,我還是用一個具體的代碼示例來描述,只有這樣,你才能看到實實在在的字節(jié)碼。
程序的功能比較簡單:
// mymath.c
int my_add(int a, int b)
{
return a + b;
}
// main.c
#include <stdio.h>
extern int my_add(int a, int b);
int main()
{
int i = 1;
int j = 2;
int k = my_add(i, j);
printf("k = %d ", k);
}
從剛才的描述中可以知道:動態(tài)庫文件 libmymath.so, 目標文件 main.o 和 可執(zhí)行文件 main,它們都是 ELF 文件,只不過屬于不同的類型。
這里就以可執(zhí)行文件 main 來拆解它!
我們首先用指令 readelf -h(huán) main 來看一下 main 文件中,ELF header 的信息。
readelf 這個工具,可是一個好東西啊!一定要好好的利用它。
這張圖中顯示的信息,就是 ELF header 中描述的所有內容了。這個內容與結構體 Elf32_Ehdr 中的成員變量是一一對應的!
有沒有發(fā)現(xiàn)圖中第 15 行顯示的內容:Size of this header: 52 (bytes)。
也就是說:ELF header 部分的內容,一共是 52 個字節(jié)。那么我就把開頭的這 52 個字節(jié)碼給你看一下。
這回,我用 od -Ax -t x1 -N 52 main 這個指令來讀取 main 中的字節(jié)碼,簡單解釋一下其中的幾個選項:
-Ax: 顯示地址的時候,用十六進制來表示。如果使用 -Ad,意思就是用十進制來顯示地址;
-t -x1: 顯示字節(jié)碼內容的時候,使用十六進制(x),每次顯示一個字節(jié)(1);
-N 52:只需要讀取 52 個字節(jié);
這 52 個字節(jié)的內容,你可以對照上面的結構體中每個字段來解釋了。
首先看一下前 16 個字節(jié)。
在結構體中的第一個成員是 unsigned char e_ident[EI_NIDENT];,EI_NIDENT 的長度是 16,代表了 EL header 中的開始 16 個字節(jié),具體含義如下:
0 - 15 個字節(jié)
怎樣樣?我以這樣的方式徹底暴露自己,向你表白,足以表現(xiàn)出我的誠心了吧?!
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為了權威性,我把官方文檔對于這部分的解釋也貼給大家看一下:
關于大端、小端格式,這個 main 文件中顯示的是 1,代表小端格式。啥意思呢,看下面這張圖就明白了:
那么再來看一下大端格式:

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