ELF文件的格式和加载过程

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

（一） ELF 文件的格式

ELF 文件类型 (1) 可重定位文件（ .o 目标文件） : 用于链接创建可执行文件或 so 文件

(2) 可执行文件 : 用于执行

(3)so( 共享对象 ) 文件 : 用于链接

注 : 一个 Program Header 对应一个 Segment

一个 Section Header 对应一个 Section

Segment 由 Section 构成

Segment 类型 :#define PT_NULL 0 unused

#define PT_LOAD 1 可加载段 ( 代码节和数据节 )

#define PT_DYNAMIC 2 动态链接段 ( 动态链接信息 )

#define PT_INTERP 3 解释器段 ( 动态链接器路径 )

#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 类型 : #define ELF_BSS ".bss" uninitialized data

#define ELF_DATA ".data " 数据节 initialized data

#define ELF_DEBUG ".debug" debug

#define ELF_DYNAMIC ".dynamic " 动态链接节 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 " 代码节 code



（二） ELF 文件的加载过程

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

LoadElfExec() 函数

加载的具体过程

1. 打开文件 open_library(char* filename)

系统调用 open(): 创建 File 结构体 , 放入进程打开文件表 , 返回 ( 打开文件表 ) 下标

2. 读出文件头和程序头表 IsElfFormat(FILE)

读出 ELF 文件头 ( 同时读出了程序头表 Program Header Table), 判断 ELF 格式根据文件头中的e_ident 来比较判断 .

3. 加载文件 load_library(char * filename,int fd)

(1) 计算所有 segment 占用内存大小 get_lib_extents()

通过遍历程序头表 (Program Header Table), 算出所有 segment 将占用的内存大小extents_size

(2) 分配内存 alloc_mem_region(extents_size)

匿名映射一块非共享的私有内存 ( 不涉及文件 )

(3) 分配 soinfo 结构体 alloc_info(char *filename)

从全局静态 soinfo 结构体数组中分配 soinfo 结构体 ( 描述整个 ELF 文件 )

(4) 加载 segment

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

(1) 可加载段 (PT_LOAD): 映射到内存

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

把 ELF 文件 offsize 处的 segment 映射到已分配内存的 start 处

(2) 动态链接段

由动态链接节设置 soinfo 中的动态链接信息

(5) 设置 soinfo 结构体

4. 加载依赖的动态链接库

5.重定位（自身符号）

重定位表项: Elf32_Addr r_offset (重定位)内存地址(offset of relocation)

Elf32_Word r_info 符号表下标和类型(symbol table index and type)

符号表项: Elf32_Word st_name 符号名(name - index into string table)

Elf32_Addr st_value 符号值(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

根据重定位表(表项)查符号表,得到符号内存地址,修改(重定位)内存值

最后得到soinfo结构体数组描述了所有加载的文件

6.如果入口地址不为零，调用入口函数