链接与ELF文件格式的复习
在这里复习一下链接的知识:
什么是链接(linking):把源代码形成的模块独立编译后组装成一个整体的的过程叫做链接。
链接主要过程包括:地址和空间分配(address and storage allocation),符号决议 - 决定使用同名符号中的哪一个(symbol resolution),重定位 -为开始不能决定地址的符号重定位到正确地址(relocation)
ELF基本文件结构:
.text段 - 存放程序代码(与程序数据分开,好处1、提高缓存命中;2、保证代码只读防止被以外修改;3、多个程序使用一段代码 - 动态链接库)
.data段 - 存放已初始化的全局数据(因为默认值为0,因此初始化为0的数据被认为是未初始化的)
.bss段 - 存放未初始化的全局数据和局部数据(在ELF文件中不占位置,只提供一个长度为符号表保存的符号占位,这样可以节省磁盘空间)
ELF Header结构:
typedef struct {
unsigned char e_ident[16]; ELF魔数,用于操作系统识别文件
ELF32_Half e_type; ELF文件类型,有可重定位文件,可执行文件,共享文件
ELF32_Half e_machine; ELF文件的CPU平台属性
ELF32_Word e_version; ELF版本号,一般为常数1
ELF32_Addr e_entry; 入口地址,规定ELF程序的入口虚拟地址,可重定位文件一般没有入口地址,该值为0
ELF32_Off e_phoff; --
ELF32_Off e_shoff; 段表在文件中的偏移 -- 用于程序装载(知道每个段的信息才能装
载程序)
ELF32_Word e_flags; ELF标志位,用于标识一些ELF文件平台相关属性
ELF32_Half e_ehsize; 文件头大小
ELF32_Half e_phentsize; --
ELF32_Half e_phnum; --
ELF32_Half e_shentsize; 段表描述符的大小,一般等于sizeof(ELF32_Shdr) -- 用于程序装载
ELF32_Half e_shnum; 段表描述符的数量 -- 用于程序装载
ELF32_Half e_shstrndx; 段表字符串标所在的段在段表中的下标 -- 用于符号识别决议和重定位
} Elf32_Ehdr;
Elf32_Shdr段描述符结构
typedef struct
{
ELF32_Word sh_name; 段名,保存为string table段中偏移
ELF32_Word sh_type; 段类型,
ELF32_Word sh_flags; 段标志位,表示段 SHF_WRITE | SHF_ALLOC | SHF_EXECINSTR
ELF32_Addr sh_addr; 段虚拟地址,如果段可以被加载,这位加载后在进程空间中的虚拟地址
ELF32_Off sh_offset; 段偏移,表示段在文件中的偏移,(用于加载程序)
ELF32_Word sh_size; 段的长度,(用于加载程序)
ELF32_Word sh_link; 段链接信息,(用于指示链接信息)
ELF32_Word sh_info; 段链接信息,(用于指示链接信息)
ELF32_Word sh_addralign; 段地址对齐,要求段地址对齐
ELF32_Word sh_entsize; 项的长度,段中的项的固定长度
} Elf32_Shdr;
ELF符号表结构:
typedef struct {
Elf32_Word st_name; 符号名,表示在string table中的偏移
Elf32_Addr st_value; 符号相对应的值,这个值跟符号有关,可能是一个绝对值,也可能是一个地址,不同
的符号所对应的值的含义不同
Elf32_Word st_size; 符号大小,对于保存数据的符号,该值为数据类型大小
unsigned char st_info; 符号类型和绑定信息
unsigned char st_other; 目前为0,不使用
Elf32_Half st_shndx; 符号所在段
} Elf32_Sym;
这里的st_info包含符号类型和绑定信息
ELF中符号类型包括:
符号类型 | ||
宏定义名 | 值 | 注释 |
STB_LOCAL | 0 | 局部符号,对于外部模块不可见 |
STB_GLOBAL | 1 | 全局符号,对于外部模块可见 |
STB_WEAK | 2 | 弱引用符号,可被全局符号定义覆盖 |
ELF绑定信息包括:
绑定信息 | ||
宏定义名 | 值 | 注释 |
STT_NOTYPE | 0 | 未知符号 |
STT_OBJECT | 1 | 对象(变量,数组) |
STT_FUNC | 2 | 函数 |
STT_SECTION | 3 | 段 |
STT_FILE | 4 | 目标文件名 |