ELF 是 Executable and Linkable Format 的缩写,中文翻译为“可执行与可链接格式”。它是一种通用的文件格式,主要用于存储可执行文件、目标文件(编译后的中间文件)、动态库(.so
文件)以及内存转储文件(core dump)。ELF 是现代 Unix 系统(包括 Linux 和一些类 Unix 系统)上的主要文件格式。
ELF 的历史和意义
- 历史:ELF 文件格式最早由 System V ABI 标准定义,于 1990 年被发布。它取代了较早的文件格式(如
a.out
和COFF
),成为主流的可执行文件格式。 - 意义:ELF 设计具有高度的可扩展性和灵活性,支持多种处理器架构和操作系统,方便编译器、链接器和操作系统内核的交互。
ELF 文件的结构
一个 ELF 文件由多个部分组成,以下是主要的组成部分:
-
ELF Header(ELF 文件头):
- 描述文件的基本信息,例如文件类型(可执行文件、共享库、目标文件等)、目标架构(如 x86、ARM)、位宽(32 位或 64 位)等。
-
Program Header(程序头):
- 描述运行时所需的段信息(如代码段、数据段),供操作系统加载器使用。
-
Section Header(节头):
- 描述文件中的各个节,例如
.text
(代码段)、.data
(数据段)、.bss
(未初始化数据段)等,供链接器和调试器使用。
- 描述文件中的各个节,例如
-
Sections and Segments(节和段):
- 节(Section):静态信息,如代码、符号表、调试信息等。
- 段(Segment):运行时信息,用于加载到内存的程序区域。
ELF 的优势
- 跨平台性:支持多种处理器架构和操作系统。
- 模块化设计:支持动态链接和共享库,提升了程序的灵活性和资源利用效率。
- 调试和诊断支持:提供丰富的调试信息(如符号表和堆栈跟踪),便于开发者定位问题。
常见的 ELF 文件类型
- 可执行文件:如普通的应用程序(
.out
文件)。 - 动态库文件:如
.so
文件。 - 目标文件:编译但未链接的中间文件(
.o
文件)。 - 核心转储文件:程序崩溃后的内存转储,用于调试(core dump)。
通过工具如 readelf
, objdump
和 file
,可以查看和分析 ELF 文件的具体内容。
以下是用 readelf
读取一个动态链接库类型的ELF文件的header信息的示例:
readelf -h /home/book/usedlib/freetype-2.10.2/tmp/lib/libfreetype.so
从结果截图可以清晰看出这个ELF的动态库文件是32位还是64位,并且还是运行于ARM架构上的动态库文件。
以下是用 readelf
读取一个可执行类型的ELF文件的header信息的示例:
readelf -h /home/book/usedlib/tslib-1.21/tmp/bin/ts_test_mt
运行结果如下:
ELF Header:
Magic: 7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Class: ELF32
Data: 2's complement, little endian
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI Version: 0
Type: EXEC (Executable file)
Machine: ARM
Version: 0x1
Entry point address: 0x1157c
Start of program headers: 52 (bytes into file)
Start of section headers: 29524 (bytes into file)
Flags: 0x5000400, Version5 EABI, hard-float ABI
Size of this header: 52 (bytes)
Size of program headers: 32 (bytes)
Number of program headers: 9
Size of section headers: 40 (bytes)
Number of section headers: 29
上需的运行结果显示,这个文件是一个运行于ARM平台上的可执行文件。