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ELF文件的格式和加載過程

pos ram glob ios sel 執行 log iar section

http://blog.csdn.net/lingfong_cool/article/details/7832896

(一) ELF 文件的格式

ELF 文件類型 (1) 可重定位文件( .o 目標文件) : 用於鏈接創建可執行文件或 so 文件

(2) 可執行文件 : 用於執行

(3)so( 共享對象 ) 文件 : 用於鏈接

註 : 一個 Program Header 對應一個 Segment

一個 Section Header 對應一個 Section

Segment 由 Section 構成

Segment 類型 :#define PT_NULL 0 unused

#define PT_LOAD 1 可加載段 ( 代碼節和數據節 )

#define PT_DYNAMIC 2 動態鏈接段 ( 動態鏈接信息 )

#define PT_INTERP 3 解釋器段 ( 動態鏈接器路徑 )

#define PT_NOTE 4 auxiliary information

#define PT_SHLIB 5 reserved - purpose undefined

#define PT_PHDR 6 program header

#define PT_NUM 7 Number of segment types

#define PT_LOOS 0x60000000 reserved range for OS

#define PT_HIOS 0x6fffffff specific segment types

#define PT_LOPROC 0x70000000 reserved range for processor

#define PT_HIPROC 0x7fffffff specific segment types

Section 類型 : #define ELF_BSS ".bss" uninitialized data

#define ELF_DATA ".data " 數據節 initialized data

#define ELF_DEBUG ".debug" debug

#define ELF_DYNAMIC ".dynamic " 動態鏈接節 dynamic linking information

#define ELF_DYNSTR ".dynstr" dynamic string table

#define ELF_DYNSYM ".dynsym" dynamic symbol table

#define ELF_FINI ".fini" termination code

#define ELF_GOT ".got" global offset table

#define ELF_HASH ".hash" symbol hash table

#define ELF_INIT ".init" initialization code

#define ELF_REL_DATA ".rel.data" relocation data

#define ELF_REL_FINI ".rel.fini" relocation termination code

#define ELF_REL_INIT ".rel.init" relocation initialization code

#define ELF_REL_DYN ".rel.dyn" relocaltion dynamic link info

#define ELF_REL_RODATA ".rel.rodata" relocation read-only data

#define ELF_REL_TEXT ".rel.text" relocation code

#define ELF_RODATA ".rodata" read-only data

#define ELF_SHSTRTAB ".shstrtab" section header string table

#define ELF_STRTAB ".strtab" string table

#define ELF_SYMTAB ".symtab" symbol table

#define ELF_TEXT ".text " 代碼節 code

技術分享

(二) ELF 文件的加載過程

源文件 Trunk/System/ElfLoader/dll/elfloader.c

LoadElfExec() 函數

加載的具體過程

1. 打開文件 open_library(char* filename)

系統調用 open(): 創建 File 結構體 , 放入進程打開文件表 , 返回 ( 打開文件表 ) 下標

2. 讀出文件頭和程序頭表 IsElfFormat(FILE)

讀出 ELF 文件頭 ( 同時讀出了程序頭表 Program Header Table), 判斷 ELF 格式根據文件頭中的e_ident 來比較判斷 .

3. 加載文件 load_library(char * filename,int fd)

(1) 計算所有 segment 占用內存大小 get_lib_extents()

通過遍歷程序頭表 (Program Header Table), 算出所有 segment 將占用的內存大小extents_size

(2) 分配內存 alloc_mem_region(extents_size)

匿名映射一塊非共享的私有內存 ( 不涉及文件 )

(3) 分配 soinfo 結構體 alloc_info(char *filename)

從全局靜態 soinfo 結構體數組中分配 soinfo 結構體 ( 描述整個 ELF 文件 )

(4) 加載 segment

load_segment(int fd,void* header,soinfo*si)

(1) 可加載段 (PT_LOAD): 映射到內存

mmap(void * start,size_t len, int prot,int flags,int fd,off_t offsize)

把 ELF 文件 offsize 處的 segment 映射到已分配內存的 start 處

(2) 動態鏈接段

由動態鏈接節設置 soinfo 中的動態鏈接信息

(5) 設置 soinfo 結構體

4. 加載依賴的動態鏈接庫

5.重定位(自身符號)

重定位表項: Elf32_Addr r_offset (重定位)內存地址(offset of relocation)

Elf32_Word r_info 符號表下標和類型(symbol table index and type)

符號表項: Elf32_Word st_name 符號名(name - index into string table)

Elf32_Addr st_value 符號值(symbol value)

Elf32_Word st_size symbol size

unsigned char st_info type and binding

unsigned char st_other 0 - no defined meaning

Elf32_Half st_shndx; section header index

根據重定位表(表項)查符號表,得到符號內存地址,修改(重定位)內存值

最後得到soinfo結構體數組描述了所有加載的文件

6.如果入口地址不為零,調用入口函數

ELF文件的格式和加載過程