Provided by: manpages-ru_4.19.0-7_all 
ИМЯ
elf - формат исполняемых и компонуемых файлов (ELF)
СИНТАКСИС
#include <elf.h>
ОПИСАНИЕ
В заголовочном файле <elf.h> определён формат ELF для исполняемых двоичных файлов. К таким
файлам относятся обычные исполняемые файлы, перемещаемые объектные файлы, core-файлы и
общие объекты.
Исполняемый файл в формате ELF состоит из заголовка ELF, таблицы заголовков программы или
таблицы заголовков разделов (или обеих таблиц). Заголовок ELF всегда расположен в начале
файла. Расположение таблицы заголовков программы и таблицы заголовков разделов задаётся в
заголовке ELF. В этих двух таблицах описывается всё остальное содержимое файла.
Данный заголовочный файл описывает вышеупомянутые заголовки в виде структур C, а также
включает описание структур динамических разделов, разделов перемещений и таблиц символов.
Базовые типы
Для каждой N-битной архитектуры используются следующие типы (N=32,64; ElfN может быть
Elf32 или Elf64; uintN_t может быть uint32_t или uint64_t):
ElfN_Addr Беззнаковый адрес программы, uintN_t
ElfN_Off Беззнаковое смещение в файле, uintN_t
ElfN_Section Беззнаковый индекс раздела, uint16_t
ElfN_Versym Беззнаковые данные о версии символа, uint16_t
Elf_Byte unsigned char
ElfN_Half uint16_t
ElfN_Sword int32_t
ElfN_Word uint32_t
ElfN_Sxword int64_t
ElfN_Xword uint64_t
(Замечание: В *BSD используется немного другая терминология. Так, Elf64_Half — удвоенный
Elf32_Half, а Elf64Quarter — uint16_t. Чтобы не путаться, далее эти типы заменены на их
явные типы.)
Все структуры данных этого формата файлов следуют «естественному» размеру и принципам
выравнивания соответствующего класса. Если требуется, структуры данных содержат явно
указанные заполнители (padding) для выравнивания по 4-м байтам для 4-байтовых объектов,
для доведения размера структур до кратного 4-м и т. д.
Заголовок ELF (Ehdr)
Заголовок ELF описывается типом Elf32_Ehdr или Elf64_Ehdr:
#define EI_NIDENT 16
typedef struct {
unsigned char e_ident[EI_NIDENT];
uint16_t e_type;
uint16_t e_machine;
uint32_t e_version;
ElfN_Addr e_entry;
ElfN_Off e_phoff;
ElfN_Off e_shoff;
uint32_t e_flags;
uint16_t e_ehsize;
uint16_t e_phentsize;
uint16_t e_phnum;
uint16_t e_shentsize;
uint16_t e_shnum;
uint16_t e_shstrndx;
} ElfN_Ehdr;
Значения полей:
e_ident
Массив байт, описывающий как воспринимать файл, не зависит от типа процессора или
остального содержимого файла. Всё в массиве описывается макросами, начинающимися с
префикса EI_, которые могут иметь значения, начинающиеся с префикса ELF. Определены
следующие макросы:
EI_MAG0
Первый байт отличительного (magic) числа. Должен быть заполнен ELFMAG0. (0:
0x7f)
EI_MAG1
The second byte of the magic number. It must be filled with ELFMAG1. (1:
'E')
EI_MAG2
The third byte of the magic number. It must be filled with ELFMAG2. (2:
'L')
EI_MAG3
The fourth byte of the magic number. It must be filled with ELFMAG3. (3:
'F')
EI_CLASS
В пятом байте задаётся архитектура двоичного файла:
ELFCLASSNONE Неправильный класс.
ELFCLASS32 32-битная архитектура. Поддерживаются машины с файлами и
виртуальным адресным пространством до 4 гигабайт.
ELFCLASS64 64-битная архитектура.
EI_DATA
В шестом байте задаётся порядок кодирования данных в файле, используемый в
процессоре. В настоящее время поддерживаются:
ELFDATANONE Неизвестный формат данных.
ELFDATA2LSB Обратный порядок байт (little-endian) в дополнительном коде.
ELFDATA2MSB Прямой порядок байт (big-endian) в дополнительном коде.
EI_VERSION
В седьмом байте указывается номер версии спецификации ELF:
EV_NONE Неправильный номер версии.
EV_CURRENT Текущая версия.
EI_OSABI
В восьмом байте указывается тип операционной системы и двоичного интерфейса
приложений (ABI), для которой предназначен объект. Некоторые поля в других
структурах ELF имеют флаги и значения, зависящие от платформы; интерпретация
таких полей определяется значением данного байта. Пример:
ELFOSABI_NONE Тоже что и ELFOSABI_SYSV.
ELFOSABI_SYSV UNIX System V ABI
ELFOSABI_HPUX HP-UX ABI
ELFOSABI_NETBSD NetBSD ABI
ELFOSABI_LINUX Linux ABI
ELFOSABI_SOLARIS Solaris ABI
ELFOSABI_IRIX IRIX ABI
ELFOSABI_FREEBSD FreeBSD ABI
ELFOSABI_TRU64 TRU64 UNIX ABI
ELFOSABI_ARM ABI архитектуры ARM
ELFOSABI_STANDALONE Автономный (встраиваемый) ABI
EI_ABIVERSION
В девятом байте указывается версия ABI, для которой предназначен объект. Это
поле используется для разграничения несовместимых версий ABI. Интерпретация
данного номера версии зависит от ABI, указанного в поле EI_OSABI. В
приложениях, удовлетворяющих данной спецификации, используется значение 0.
EI_PAD Начало заполнителя. Эти байты зарезервированы и устанавливаются в ноль.
Программы, читающие заголовок, должны игнорировать их. Значение EI_PAD будет
изменено, если понадобится задействовать неиспользуемые в данный момент
байты.
EI_NIDENT
Размер массива e_ident.
e_type В этом поле структуры содержится тип объектного файла:
ET_NONE Неизвестный тип.
ET_REL Перемещаемый файл.
ET_EXEC Исполняемый файл.
ET_DYN Динамический объект.
ET_CORE Файл типа core.
e_machine
В этом поле содержится значение требуемой для файла архитектуры. Пример:
EM_NONE Неизвестная машинная архитектура
EM_M32 AT&T WE 32100
EM_SPARC Sun Microsystems SPARC
EM_386 Intel 80386
EM_68K Motorola 68000
EM_88K Motorola 88000
EM_860 Intel 80860
EM_MIPS MIPS RS3000 (только с прямым порядком байт)
EM_PARISC HP/PA
EM_SPARC32PLUS SPARC с расширенным набором инструкций
EM_PPC PowerPC
EM_PPC64 PowerPC, 64-битная
EM_S390 IBM S/390.
EM_ARM Advanced RISC Machines.
EM_SH Renesas SuperH.
EM_SPARCV9 SPARC v9, 64-битная
EM_IA_64 Intel Itanium.
EM_X86_64 AMD x86-64.
EM_VAX DEC Vax
e_version
В этом поле содержится версия файла:
EV_NONE Неправильный номер версии
EV_CURRENT Текущая версия
e_entry
В этом поле содержится виртуальный адрес, по которому система должна передать
управление для запуска процесса. Если в файле нет такой точки входа, то значение
поля равно 0.
e_phoff
В этом поле содержится файловое смещение в байтах для таблицы заголовков программы.
Если в файле нет таблицы заголовков программы, то значение поля равно 0.
e_shoff
В этом поле содержится файловое смещение в байтах для таблицы заголовков разделов.
Если в файле нет таблицы заголовков разделов, то значение поля равно 0.
e_flags
В этом поле содержатся специфичные для процессора флаги, относящиеся к файлу. Имена
флагов имеют вид: EF_машинный_флаг. В настоящее время нет ни одного
предопределённого флага.
e_ehsize
В этом поле содержится размер заголовка ELF в байтах.
e_phentsize
В этом поле содержится размер в байтах одного элемента таблицы заголовков программы
в файле; все элементы имеют одинаковый размер.
e_phnum
В этом поле содержится количество элементов в таблице заголовков программы. Таким
образом, произведение e_phentsize и e_phnum даёт размер таблицы в байтах. Если в
файле нет заголовков программы, то e_phnum содержит 0.
Если количество элементов в таблице заголовков программы больше или равно PN_XNUM
(0xffff), это поле содержит значение PN_XNUM (0xffff) и реальное количество
элементов таблицы заголовков программы хранится в поле sh_info начального элемента
таблицы заголовков разделов. Иначе поле sh_info начального элемента содержит ноль.
PN_XNUM
Имеет значение 0xffff, самое большое количество, которое может иметь
e_phnum, показывает, где расположено реальное количество заголовков
программы.
e_shentsize
В этом поле содержится размер в байтах одного элемента таблицы заголовков разделов;
все элементы имеют одинаковый размер.
e_shnum
В этом поле содержится количество элементов в таблице заголовков разделов. Таким
образом, произведение e_shentsize и e_shnum даёт размер таблицы разделов в байтах.
Если в файле нет заголовков разделов, то e_shnum содержит 0.
Если количество элементов в таблице заголовков разделов больше или равно
SHN_LORESERVE (0xff00), то значение e_shnum равно и реальное количество элементов
таблицы заголовков разделов хранится в поле sh_size начального элемента таблицы
заголовков разделов. Иначе поле sh_size начального элемента таблицы заголовков
разделов имеет значение ноль.
e_shstrndx
В этом поле содержится индекс элемента в таблице заголовков разделов, указывающий
на строковую таблицу названий разделов. Если в файле нет строковой таблицы названий
разделов, то это поле содержит значение SHN_UNDEF.
Если индекс строки имён разделов в таблице разделов больше или равен SHN_LORESERVE
(0xff00), то в этом поле содержится значение SHN_XINDEX (0xffff) и реальный индекс
строки имён разделов в таблице разделов хранится в поле sh_link начального элемента
таблицы заголовков разделов. Иначе поле sh_link начального элемента таблицы
заголовков разделов имеет значение ноль.
Заголовок программы (Phdr)
Таблица заголовков программы исполняемого или совместно используемого объектного файла
представляет собой массив структур, каждая из которых описывает сегмент или содержит
другую информацию, необходимую системе для подготовки программы к выполнению. Сегмент
объектного файла содержит один или более разделов. Заголовки программы нужны только для
исполняемых и совместно используемых объектных файлов. Размер заголовков программы
указывается в файле в заголовке ELF в полях e_phentsize и e_phnum. Заголовок программы ELF
описывается типом Elf32_Phdr или Elf64_Phdr, в зависимости от архитектуры:
typedef struct {
uint32_t p_type;
Elf32_Off p_offset;
Elf32_Addr p_vaddr;
Elf32_Addr p_paddr;
uint32_t p_filesz;
uint32_t p_memsz;
uint32_t p_flags;
uint32_t p_align;
} Elf32_Phdr;
typedef struct {
uint32_t p_type;
uint32_t p_flags;
Elf64_Off p_offset;
Elf64_Addr p_vaddr;
Elf64_Addr p_paddr;
uint64_t p_filesz;
uint64_t p_memsz;
uint64_t p_align;
} Elf64_Phdr;
Основным отличием между 32-битным и 64-битным программным заголовком в структуре является
расположение поля p_flags.
p_type Это поле структуры определяет, какой тип сегмента описывает этот элемент массива
или как воспринимать информацию данного элемента массива.
PT_NULL
Элемент массива не используется и значения других полей не определены.
Это позволяет иметь в заголовке программы игнорируемые элементы.
PT_LOAD
Элемент массива определяет загружаемый сегмент, описываемый p_filesz и
p_memsz. Байты из файла проецируются в начало сегмента памяти. Если
размер сегмента памяти p_memsz больше чем размер файла p_filesz, то
определяются "дополнительные" байты, содержащие значение 0, и их
располагают за инициализированной областью сегмента. Размер файла не
может быть больше размера памяти. Элементы загружаемых сегментов в
таблице заголовков программы располагаются в порядке возрастания, их
сортируют по полю p_vaddr.
PT_DYNAMIC
Элемент массива указывает на данные с информацией по динамической
компоновке.
PT_INTERP
Элемент массива указывает на данные о расположении и размере пути
(завершается null) вызываемого интерпретатора. Этот тип сегмента имеет
смысл только для исполняемых файлов (хотя может быть и в динамических
объектных файлах). Однако, в файле он не может указываться более одного
раза. Если он задан, то должен находиться перед всеми элементами
загружаемых сегментов.
PT_NOTE
Элемент массива указывает на расположение заметок (ElfN_Nhdr).
PT_SHLIB
Данный тип сегмента зарезервирован, но имеет неопределённую семантику.
Программы, в которых есть элемент массива такого типа, не соответствуют
ABI.
PT_PHDR
Элемент массива, если есть, указывает на расположение и размер самой
таблицы заголовков программы, и в файле и в образе программы в памяти.
Данный тип сегмента не может встречаться в файле более одного раза. Кроме
того, он может задаваться только если таблица заголовков программы
является частью образа программы в памяти. Если он задан, то должен
находиться до элементов загружаемых сегментов.
PT_LOPROC, PT_HIPROC
Значения из диапазона [PT_LOPROC, PT_HIPROC] (не включая) зарезервированы
для процессорно-ориентированной семантики.
PT_GNU_STACK
Расширение GNU, используемое ядром Linux для управления состоянием стека
через флаги, настраивается в поле p_flags.
p_offset
Это поле содержит смещение от начала файла, по которому располагается первый байт
сегмента.
p_vaddr
Это поле содержит виртуальный адрес, по которому располагается первый байт сегмента
в памяти.
p_paddr
В системах, для которых важна физическая адресация, это поле зарезервировано для
физического адреса сегмента. В BSD это поле не используется и должно быть равно
нулю.
p_filesz
В этом поле содержится число байт занимаемое сегментом в файле. Оно может быть
равно нулю.
p_memsz
В этом поле содержится число байт занимаемое сегментом в памяти. Оно может быть
равно нулю.
p_flags
В этом поле содержится битовая маска флагов соответствующего сегмента:
PF_X Исполняемый сегмент.
PF_W Сегмент доступен для записи.
PF_R Сегмент доступен для чтения.
Сегмента кода (text segment) обычно имеет флаги PF_X и PF_R. Сегмент данных обычно
имеет флаги PF_W и PF_R.
p_align
В этом поле содержится значение согласно которому сегменты выровнены в памяти и в
файле. У загружаемых сегментов процесса значения p_vaddr и p_offset должны быть
кратны размеру страницы. Величины ноль и один означают, что выравнивание не
требуется. В противном случае значение p_align должно быть положительным числом
кратным степени двойки, а значение p_vaddr должно быть равно p_offset и кратным
p_align.
Заголовок раздела (Shdr)
По таблице заголовков разделов можно найти расположение всех разделов в файле. Она
представляет собой массив структур Elf32_Shdr или Elf64_Shdr. На начало таблицы заголовков
разделов в файле указывает поле e_shoff заголовка ELF (в байтах). В e_shnum содержится
количество элементов таблицы заголовков разделов. В e_shentsize содержится размер каждого
элемента в байтах.
Индекс элемента в таблице заголовков разделов указывает в этот массив. Некоторые индексы
элемента в таблице заголовков разделов зарезервированы: начальный элемент и индексы от
SHN_LORESERVE и до SHN_HIRESERVE. Начальный элемент используется в расширениях ELF для
e_phnum, e_shnum and e_shstrndx; в других случаях, каждое поле начального элемента равно
нулю. В объектном файле нет разделов с этими специальными индексами:
SHN_UNDEF
Этим значением помечается неопределённая, отсутствующая, неприменимая, или другая
нецелесообразная ссылка на раздел.
SHN_LORESERVE
Это значение задаёт нижнюю границу диапазона зарезервированных индексов.
SHN_LOPROC, SHN_HIPROC
Значения, больше диапазона [PT_LOPROC, PT_HIPROC] (включительно) зарезервированы
для процессорно-ориентированной семантики.
SHN_ABS
Это значение указывает на абсолютное значение соответствующей ссылки. Например,
символы, определённые относительно раздела с номером SHN_ABS, имеют абсолютные
значения и не подвержены перемещению.
SHN_COMMON
Символы, определённые относительно такого раздела, являются общими символами,
такими как Fortran COMMON или нераспределённые внешние переменные C.
SHN_HIRESERVE
Этим значением определяется верхняя граница диапазона зарезервированных индексов. В
системе зарезервированы индексы между SHN_LORESERVE и SHN_HIRESERVE включительно. В
таблице заголовков разделов нет элементов с зарезервированными индексами.
Заголовок раздела имеет следующую структуру:
typedef struct {
uint32_t sh_name;
uint32_t sh_type;
uint32_t sh_flags;
Elf32_Addr sh_addr;
Elf32_Off sh_offset;
uint32_t sh_size;
uint32_t sh_link;
uint32_t sh_info;
uint32_t sh_addralign;
uint32_t sh_entsize;
} Elf32_Shdr;
typedef struct {
uint32_t sh_name;
uint32_t sh_type;
uint64_t sh_flags;
Elf64_Addr sh_addr;
Elf64_Off sh_offset;
uint64_t sh_size;
uint32_t sh_link;
uint32_t sh_info;
uint64_t sh_addralign;
uint64_t sh_entsize;
} Elf64_Shdr;
Существенной разницы между 32-битными и 64-битными заголовками разделов нет.
sh_name
В этом поле указывается название раздела. Его значением является индекс в строковой
таблице заголовков разделов, дающий расположение строки, заканчивающейся null.
sh_type
В этом поле содержится тип содержимого раздела, определяющий смысл.
SHT_NULL
Этим значением помечают неактивные разделы в заголовке. У такого элемента
нет привязанного раздела. Значения других полей заголовка раздела не
определены.
SHT_PROGBITS
Этот раздел содержит информацию, задаваемую программой; её формат и смысл
полностью определяется программой.
SHT_SYMTAB
В этом разделе содержится таблица символов. Обычно, раздел SHT_SYMTAB
предоставляет символы для редактирования связей, хотя также может
использоваться при динамической компоновке. Являясь полной таблицей символов
может содержать символы, не требуемые для динамической компоновки. Объектный
файл также может содержать раздел SHT_DYNSYM.
SHT_STRTAB
В этом разделе содержится таблица строк. В объектном файле может быть
несколько разделов с таблицами строк.
SHT_RELA
В этом разделе содержатся элементы перемещения с явными добавками, такими
как тип Elf32_Rela для 32-битного класса объектных файлов. Объектный файл
может иметь несколько разделов перемещений.
SHT_HASH
В этом разделе содержится хэш-таблица символов. Объект, участвующий в
динамической компоновке, должен иметь хэш-таблицу символов. В объектном
файле должна быть только одна хэш-таблица.
SHT_DYNAMIC
В этом разделе содержится информация по динамической компоновке. В объектном
файле должен быть только один динамический раздел.
SHT_NOTE
В этом разделе содержатся заметки (ElfN_Nhdr).
SHT_NOBITS
Разделы этого типа не занимают пространства в файле, но слегка напоминают
SHT_PROGBITS. Несмотря на то, что байт в нём нет, поле sh_offset содержит
умозрительное файловое смещение.
SHT_REL
В этом разделе содержатся элементы перемещения без явных добавок, таких как
тип Elf32_Rela для 32-битного класса объектных файлов. Объектный файл может
иметь несколько разделов перемещений.
SHT_SHLIB
Данный тип сегмента зарезервирован, но имеет неопределённую семантику.
SHT_DYNSYM
В этом разделе содержится минимальный набор символов для динамической
компоновки. В объектном файле также может быть раздел SHT_SYMTAB.
SHT_LOPROC, SHT_HIPROC
Значения из диапазона SHT_LOPROC, SHT_HIPROC] (включительно) зарезервированы
для процессорно-ориентированной семантики.
SHT_LOUSER
Это значение указывает на нижнюю границу диапазона индексов,
зарезервированного для пользовательских программ.
SHT_HIUSER
Это значение указывает на нижнюю границу диапазона индексов,
зарезервированного для пользовательских программ. Разделы с типами, имеющими
значение между SHT_LOUSER и SHT_HIUSER, могут использоваться приложениями не
конфликтуя с имеющимися или будущими типами разделов, определяемых системой.
sh_flags
В этом поле указываются различные атрибуты раздела, задаваемые в виде однобитных
флагов. Если бит флага установлен в sh_flags, то атрибут "активен" для раздела.
Иначе атрибут "выключен" или не применяется. Не указанные атрибуты сбрасываются в
ноль.
SHF_WRITE
В разделе содержатся данные, к которым при работе процесса нужен доступ на
запись.
SHF_ALLOC
Этот раздел занимает память при работе процесса. Некоторые управляющие
разделы не располагаются в образе памяти объектного файла. Этот атрибут
выключен у таких разделов.
SHF_EXECINSTR
Этот раздел содержит исполняемые машинные инструкции.
SHF_MASKPROC
Все биты этой маски зарезервированы для процессорно-ориентированной
семантики.
sh_addr
Если этот раздел появляется в образе памяти процесса, то это поле содержит адрес,
по которому должен располагаться первый байт раздела. Иначе поле содержит ноль.
sh_offset
В этом поле содержится смещение в байтах от начала файла до первого байта раздела.
Раздел типа SHT_NOBITS не занимает места в файле и его поле sh_offset содержит
умозрительное размещение в файле.
sh_size
В этом поле содержится размер раздела в байтах. За исключением раздела с типом
SHT_NOBITS, все разделы занимают sh_size байт в файле. Раздел с типом SHT_NOBITS
может иметь ненулевой размер, но места в файле не занимает.
sh_link
В этом поле содержится ссылка-индекс в таблицу заголовков раздела, а интерпретация
зависит от типа раздела.
sh_info
В этом поле содержится дополнительная информация, чья интерпретация зависит от типа
раздела.
sh_addralign
Некоторые разделы имеют требования по выравниванию адресов. Если раздел содержит
двойное слово, то система должна произвести выравнивание по двойному слову всего
раздела. То есть, значение sh_addr должно быть таким, чтобы при делении по модулю
sh_addralign получался ноль. Разрешены только ноль и положительные степени двойки.
Значение 0 или 1 означают, что раздел не имеет требований по выравниванию.
sh_entsize
В некоторых разделах содержатся таблицы с элементами одинакового размера, например,
таблица символов. Для таких разделов в данном поле указывается размер в байтах
каждого элемента. Если раздел содержит таблицу с элементами разного размера, то это
поле равно нулю.
Программа и управляющая информация содержится в различных разделах:
.bss В этом разделе содержатся неинициализированные данные, которые вносятся в образ
программы в памяти. По определению, в начале выполнения программы система
инициализирует эти данные нулями. Этот раздел имеет тип SHT_NOBITS и атрибуты
SHF_ALLOC и SHF_WRITE.
.comment
В этом разделе содержится управляющая информация о версии. Он имеет тип
SHT_PROGBITS и не имеет атрибутов.
.ctors В этом разделе содержатся инициализированные указатели функций-конструкторов C++.
Он имеет тип SHT_PROGBITS и атрибуты SHF_ALLOC и SHF_WRITE.
.data В этом разделе содержатся инициализированные данные, которые вносятся в образ
программы в памяти. Он имеет тип SHT_PROGBITS и атрибуты SHF_ALLOC и SHF_WRITE.
.data1 В этом разделе содержатся инициализированные данные, которые вносятся в образ
программы в памяти. Он имеет тип SHT_PROGBITS и атрибуты SHF_ALLOC и SHF_WRITE.
.debug В этом разделе содержится информация для символьной отладки. Формат содержимого не
определён. Этот раздел имеет тип SHT_PROGBITS и не имеет атрибутов.
.dtors В этом разделе содержатся инициализированные указатели функций-деструкторов C++. Он
имеет тип SHT_PROGBITS и атрибуты SHF_ALLOC и SHF_WRITE.
.dynamic
В этом разделе содержится информация о динамической компоновке. К атрибутам раздела
будет добавлен бит SHF_ALLOC. В зависимости от процессора может быть установлен бит
SHF_WRITE. Этот раздел имеет тип SHT_DYNAMIC.
.dynstr
В этом разделе содержатся строки, необходимые для динамической компоновки; чаще
всего это строки, представляющие имена, связанные с элементами таблицы символов.
Этот раздел имеет тип SHT_STRTAB и атрибут SHF_ALLOC.
.dynsym
В этом разделе содержится таблица символов для динамической компоновки. Этот раздел
имеет тип SHT_DYNSYM и атрибут SHF_ALLOC.
.fini В этом разделе содержатся исполняемые инструкции, которые вносятся в код завершения
процесса. При нормальном завершении программы система передаёт выполнение коду из
этого раздела. Этот раздел имеет тип SHT_PROGBITS и атрибуты SHF_ALLOC и
SHF_EXECINSTR.
.gnu.version
В этом разделе содержится таблица версий символов, массив элементов ElfN_Half.
Данный раздел имеет тип SHT_GNU_versym и атрибут SHF_ALLOC.
.gnu.version_d
В этом разделе содержатся определения версий символов, таблица структур
ElfN_Verdef. Данный раздел имеет тип SHT_GNU_verdef и атрибут SHF_ALLOC.
.gnu.version_r
В этом разделе содержатся версии символов необходимых элементов, таблица структур
ElfN_Verneed. Данный раздел имеет тип SHT_GNU_versym и атрибут SHF_ALLOC.
.got В этом разделе содержится таблица глобальных перемещений. Он имеет тип
SHT_PROGBITS. Набор используемых атрибутов зависит от процессора.
.hash В этом разделе содержится хэш-таблица символов. Он имеет тип SHT_HASH и атрибут
SHF_ALLOC.
.init В этом разделе содержатся исполняемые инструкции, которые вносятся в код
инициализации процесса. Когда программа запускается, система передаёт выполнение
коду из этого раздела до вызова основной программы. Данный раздел имеет тип
SHT_PROGBITS и атрибуты SHF_ALLOC и SHF_EXECINSTR.
.interp
В этом разделе содержится путь к интерпретатору программы. Если файл имеет
загружаемый сегмент, который включает раздел, то в атрибуты раздела будет добавлен
бит SHF_ALLOC. Иначе этот бит будет обнулён. Данный раздел имеет тип SHT_PROGBITS.
.line В этом разделе содержатся информация о номерах строк для символьной отладки,
которая описывает соответствие между исходным кодом программы и машинным кодом.
Формат содержимого не определён. Данный раздел имеет тип SHT_PROGBITS и не имеет
атрибутов.
.note В этом разделе содержатся различные заметки. Он имеет тип SHT_NOTE. Типы атрибутов
атрибутов не используются.
.note.ABI-tag
Этот раздел используется для объявления ожидаемой образом ELF среды выполнения
(run-time) ABI. Здесь может указываться имя операционной системы и её версии среды
выполнения. Данный раздел имеет тип SHT_NOTE. Используется только атрибут
SHF_ALLOC.
.note.gnu.build-id
Данный раздел используется для хранения ID, который уникально отождествляет
содержимое образа ELF. Разные файлы с одинаковым ID сборки должны содержать
одинаковое исполняемого содержимое. Подробней смотрите в описании параметра
--build-id компоновщика GNU (ld (1)). Данный раздел имеет тип SHT_NOTE.
Используется только атрибут SHF_ALLOC.
.note.GNU-stack
Этот раздел используется в объектных файлах Linux для объявления атрибутов стека.
Данный раздел имеет тип SHT_PROGBITS и единственный атрибут SHF_EXECINSTR. Он
указывает компоновщику GNU на необходимость объектного файла иметь исполняемый
стек.
.note.openbsd.ident
Обычно, этот раздел содержится а собственных исполняемых файлах OpenBSD для их
идентификации, что используется ядром для пропуска тестирования на необходимость
эмуляции двоичных файлов ELF при загрузке файла.
.plt В этом разделе содержится таблица компоновки процедур. Он имеет тип SHT_PROGBITS.
Набор используемых атрибутов зависит от процессора.
.relИМЯ
В этом разделе содержится информация о перемещениях, описываемая далее. Если файл
имеет загружаемый сегмент, включающий перемещение, то в атрибуты раздела добавится
бит SHF_ALLOC. Иначе этот бит будет обнулён. По соглашению, «ИМЯ» указывает на
раздел, к которому применяются перемещения. То есть раздел перемещений для .text
обычно называется .rel.text. Данный раздел имеет тип SHT_REL.
.relaNAME
В этом разделе содержится информация о перемещениях, описываемая далее. Если файл
имеет загружаемый сегмент, включающий перемещение, то в атрибуты раздела добавится
бит SHF_ALLOC. Иначе этот бит будет обнулён. По соглашению, «ИМЯ» указывает на
раздел, к которому применяются перемещения. То есть раздел перемещений для .text
обычно называется .rela.text. Данный раздел имеет тип SHT_RELA.
.rodata
В этом разделе содержатся данные, доступные только для чтения, которые обычно
вносятся в недоступный для записи сегмент образа процесса. Этот раздел имеет тип
SHT_PROGBITS и атрибут SHF_ALLOC.
.rodata1
В этом разделе содержатся данные, доступные только для чтения, которые обычно
вносятся в недоступный для записи сегмент образа процесса. Этот раздел имеет тип
SHT_PROGBITS и атрибут SHF_ALLOC.
.shstrtab
В этом разделе содержатся имена разделов. Он имеет тип SHT_STRTAB и не имеет
атрибутов.
.strtab
В этом разделе содержатся строки, чаще всего представляющие имена, связанные с
элементами таблицы символов. Если файл имеет загружаемый сегмент, который включает
таблицу строк символов, то к разделу атрибутов будет добавлен бит SHF_ALLOC. Иначе
этот бит будет обнулён. Данный раздел имеет тип SHT_STRTAB.
.symtab
В этом разделе содержится таблица символов. Если файл имеет загружаемый сегмент,
который включает таблицу символов, то к разделу атрибутов будет добавлен бит
SHF_ALLOC. Иначе этот бит будет обнулён. Данный раздел имеет тип SHT_SYMTAB.
.text В этом разделе содержится "код (text)", то есть исполняемые инструкции программы.
Он имеет тип SHT_PROGBITS и атрибуты SHF_ALLOC и SHF_EXECINSTR.
Таблицы строк и символов
String table sections hold null-terminated character sequences, commonly called strings.
The object file uses these strings to represent symbol and section names. One references
a string as an index into the string table section. The first byte, which is index zero,
is defined to hold a null byte ('\0'). Similarly, a string table's last byte is defined
to hold a null byte, ensuring null termination for all strings.
В таблице символов объектного файла содержится информация, необходимая для обнаружения и
перемещения определённых в программе символов и ссылок. Индекс таблицы символов указывает
на элемент из этого массива.
typedef struct {
uint32_t st_name;
Elf32_Addr st_value;
uint32_t st_size;
unsigned char st_info;
unsigned char st_other;
uint16_t st_shndx;
} Elf32_Sym;
typedef struct {
uint32_t st_name;
unsigned char st_info;
unsigned char st_other;
uint16_t st_shndx;
Elf64_Addr st_value;
uint64_t st_size;
} Elf64_Sym;
32-битная и 64-битная версии имеют одинаковые поля, различен только их порядок.
st_name
В этом поле содержится индекс на элемент в таблице строк символов объектного файла,
которая содержит символьное представление имён символов. Если значение не равно
нулю, то это индекс таблицы строк, по которому определяется имя символа. Иначе
символ не имеет имени.
st_value
В этом поле содержится значение соответствующего символа.
st_size
Со многими символами связываются определённые размеры. Это поле имеет значение
ноль, если символ не имеет размера или его размер неизвестен.
st_info
В этом поле задаётся тип символа и атрибуты привязки:
STT_NOTYPE
Тип символа не определён.
STT_OBJECT
Символу соответствует объект данных.
STT_FUNC
Символу соответствует функция или другой исполняемый код.
STT_SECTION
Символу соответствует раздел. Элементы таблицы символов этого типа
существуют, прежде всего, для перемещения и обычно имеют привязки STB_LOCAL.
STT_FILE
По соглашению, имя символа назначается согласно имени файла исходного кода
для соответствующего объектного файла. Файловый символ имеет привязки
STB_LOCAL, его индекс раздела SHN_ABS, и он предваряется другим символом
STB_LOCAL файла, если он есть.
STT_LOPROC, STT_HIPROC
Значения из диапазона [STT_LOPROC, STT_HIPROC] (включительно)
зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.
STB_LOCAL
Локальные символы невидимы вне объектного файла, содержащего их определения.
Локальные символы с теми же именами могут существовать в нескольких файлах
не мешая друг другу.
STB_GLOBAL
Глобальные символы видимы во всех объектных файлах после объединения.
Определение глобального символа в одном файле будет разрешать неопределённую
ссылку в другом файле для того же символа.
STB_WEAK
Слабые символы (weak symbols) похожи на глобальные символы, но их
определения имеют меньший приоритет.
STB_LOPROC, STB_HIPROC
Значения из диапазона [STB_LOPROC, STB_HIPROC] (включительно)
зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.
Макросы для упаковки и распаковки полей привязки и типа:
ELF32_ST_BIND(info), ELF64_ST_BIND(info)
Извлекают привязку из значения st_info.
ELF32_ST_TYPE(info), ELF64_ST_TYPE(info)
Извлекают тип из значения st_info.
ELF32_ST_INFO(bind, type), ELF64_ST_INFO(bind, type)
Преобразуют привязку и тип в значение st_info.
st_other
Этим полем определяется видимость символа.
STV_DEFAULT
Правила видимости символов по умолчанию. Глобальные и слабые символы
доступны в других модулях; ссылки в локальном модуле могут помещаться
определениями в других модулях.
STV_INTERNAL
Скрытый класс, зависящий от процессора.
STV_HIDDEN
Символ недоступен в других модулях; ссылки в локальном модуле всегда
указывают на локальный символ (то есть, символ не может помещаться
определениями в других модулях).
STV_PROTECTED
Символ доступен в других модулях, то ссылки в локальном модуле всегда
указывают на локальный символ.
Эти макросы служат для извлечения типа видимости:
ELF32_ST_VISIBILITY(other) или ELF64_ST_VISIBILITY(other)
st_shndx
Каждый элемент таблицы символов «определён» в отношении к некоторому разделу. Это
поле содержит соответствующий индекс таблицы заголовков разделов.
Элементы перемещений (Rel & Rela)
Перемещение — это процесс соединения символьных ссылок с символьными определениями.
Перемещаемые файлы должны иметь информацию, которая описывает как нужно изменить их
содержимое разделов, чтобы позволить исполняемым и динамическим объектным файлам содержать
корректную информацию для образа процесса программы. Для этого существуют перемещения.
Перемещаемые структуры, которым не нужна добавка:
typedef struct {
Elf32_Addr r_offset;
uint32_t r_info;
} Elf32_Rel;
typedef struct {
Elf64_Addr r_offset;
uint64_t r_info;
} Elf64_Rel;
Перемещаемые структуры, которым нужна добавка:
typedef struct {
Elf32_Addr r_offset;
uint32_t r_info;
int32_t r_addend;
} Elf32_Rela;
typedef struct {
Elf64_Addr r_offset;
uint64_t r_info;
int64_t r_addend;
} Elf64_Rela;
r_offset
В этом поле задаётся расположение, по которому применяется действие по перемещению.
Для файла, допускающего перемещения, значением является байтовое смещение от начала
раздела до хранимого элемента, подвергаемого перемещению. Для исполняемого файла
или динамического объекта значением является виртуальный адрес хранимого элемента,
подвергаемого перемещению.
r_info В этом поле указывается индекс таблицы символов с соблюдением того, что нужно
выполнить перемещение и тип применяемого перемещения. Типы перемещений зависят от
архитектуры процессора. Когда в коде есть ссылка на тип перемещения элемента
перемещения или индекс таблицы символов, то имеется в виду результат применения
ELF[32|64]_R_TYPE или ELF[32|64]_R_SYM, соответственно, к полю r_info.
r_addend
В этом поле указывается константа-добавка, используемая для вычисления значения,
хранимого в поле перемещения.
Динамические метки (Dyn)
В разделе .dynamic содержится несколько структур, в которых содержится информация по
динамической компоновке. Полем d_tag контролируется интерпретация d_un.
typedef struct {
Elf32_Sword d_tag;
union {
Elf32_Word d_val;
Elf32_Addr d_ptr;
} d_un;
} Elf32_Dyn;
extern Elf32_Dyn _DYNAMIC[];
typedef struct {
Elf64_Sxword d_tag;
union {
Elf64_Xword d_val;
Elf64_Addr d_ptr;
} d_un;
} Elf64_Dyn;
extern Elf64_Dyn _DYNAMIC[];
d_tag В этом поле могут содержаться следующие значения:
DT_NULL Этим значением помечается конец динамического раздела
DT_NEEDED Смещение в таблице строк на имя необходимой библиотеки
DT_PLTRELSZ Размер в байтах элементов перемещений PLT
DT_PLTGOT Адрес PLT и/или GOT
DT_HASH Адрес хэш-таблицы символов
DT_STRTAB Адрес таблицы строк
DT_SYMTAB Адрес таблицы символов
DT_RELA Адрес таблицы перемещений Rela
DT_RELASZ Размер в байтах таблицы перемещений Rela
DT_RELAENT Размер в байтах элемента таблицы перемещений Rela
DT_STRSZ Размер в байтах таблицы строк
DT_SYMENT Размер в байтах элемента таблицы строк
DT_INIT Адрес функции инициализации
DT_FINI Адрес функции окончания
DT_SONAME Смещение в таблице строк для имени динамического объекта
DT_RPATH Смещение в таблице строк для пути поиска (устарело)
DT_SYMBOLIC Уведомление для компоновщика, что нужно искать этот динамический объект
до поиска символов в исполняемом файле
DT_REL Адрес таблицы перемещений Rel
DT_RELSZ Размер в байтах таблицы перемещений Rel
DT_RELENT Размер в байтах элемента таблицы Rel
DT_PLTREL Тип элемента перемещения, на который ссылается PLT (Rela или Rel)
DT_DEBUG Не определено, используется для отладки
DT_TEXTREL Отсутствие этого элемента указывает, что перемещения не должны
применяться к сегменту, недоступному на запись
DT_JMPREL Адрес элементов перемещений, связанных исключительно с PLT
DT_BIND_NOW Указать динамическому компоновщику, что нужно обработать все
перемещения до передачи управления исполняемому файлу
DT_RUNPATH Смещение в таблице строк для пути поиска библиотек
DT_LOPROC, DT_HIPROC
Значения из диапазона [DT_LOPROC, DT_HIPROC] (включительно)
зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики
d_val В этом поле указываются целые (integer) значения различного смысла.
d_ptr В этом поле указываются программные виртуальные адреса. При интерпретации данных
адресов, реальные адреса должны вычисляться на основе оригинального значения из
файла и базового адреса памяти. Файлы не содержат перемещаемых элементов для
местоположения этих адресов.
_DYNAMIC
Массив, содержащий все динамические структуры в разделе .dynamic. Автоматически
заполняется компоновщиком.
Заметки (Nhdr)
В заметки ELF можно добавлять произвольную информацию для использования в системе. В
основном, это используется в файлах core (e_type равно ET_CORE), но многие проекты
определяют свои собственные наборы расширений. Например, набор инструментов GNU использует
заметки ELF для передачи информации компоновщика в библиотеку C.
В разделах заметок содержатся последовательности заметки (смотрите определение struct
далее). Каждая заметка сопровождается полем имени (длина определяется в n_namesz) и полем
дескриптора (длина задаётся в n_descsz) и начинается с адреса, кратного 4 байтам. Оба поля
не определены в структуре из-за их произвольной длины.
Пример разбора двух последовательных заметок должен разъяснить их расположение в памяти:
void *memory, *name, *desc;
Elf64_Nhdr *note, *next_note;
/* буфер, указывающий на начало раздела/сегмента. */
note = memory;
/* Если имя определено, то после него идёт заметка. */
name = note->n_namesz == 0 ? NULL : memory + sizeof(*note);
/* Если дескриптор определён, то за ним идёт имя
(выровненное). */
desc = note->n_descsz == 0 ? NULL :
memory + sizeof(*note) + ALIGN_UP(note->n_namesz, 4);
/* Следующая заметка с обоими полями (с выравниванием). */
next_note = memory + sizeof(*note) +
ALIGN_UP(note->n_namesz, 4) +
ALIGN_UP(note->n_descsz, 4);
Следует иметь в виду, что интерпретация n_type зависит от пространства имён, определённого
в поле n_namesz field. Если поле n_namesz не задано (например, равно 0), то есть два
набора заметок: один для файлов core files и другой для всех остальных типов ELF. Если
пространство имён неизвестно, то инструменты, обычно, по умолчанию также используют эти
наборы заметок.
typedef struct {
Elf32_Word n_namesz;
Elf32_Word n_descsz;
Elf32_Word n_type;
} Elf32_Nhdr;
typedef struct {
Elf64_Word n_namesz;
Elf64_Word n_descsz;
Elf64_Word n_type;
} Elf64_Nhdr;
n_namesz
Длина имени поля в байтах. Содержимое идёт в памяти сразу за заметкой. Имя
заканчивается null. Например, если имя «GNU», то n_namesz будет равно 4.
n_descsz
Длина дескриптора поля в байтах. Содержимое идёт в памяти сразу за именем поля.
n_type В зависимости от значения имени поля, этот член может содержать следующие значения:
Файлы core (e_type = ET_CORE)
Заметки используются всеми файлами core. Их формат определяется ОС или
архитектурой и часто требует плотного взаимодействия ядра, библиотек C и
отладчиков. Они используются при умолчательном пространстве имён (т. е.,
n_namesz равно 0) или когда пространство имён неизвестно.
NT_PRSTATUS структура prstatus
NT_FPREGSET структура fpregset
NT_PRPSINFO структура prpsinfo
NT_PRXREG структура prxregset
NT_TASKSTRUCT структура задачи
NT_PLATFORM Строка из sysinfo(SI_PLATFORM)
NT_AUXV массив auxv
NT_GWINDOWS структура gwindows
NT_ASRS структура asrset
NT_PSTATUS структура pstatus
NT_PSINFO структура psinfo
NT_PRCRED структура prcred
NT_UTSNAME структура utsname
NT_LWPSTATUS структура lwpstatus
NT_LWPSINFO структура lwpinfo
NT_PRFPXREG структура fprxregset
NT_SIGINFO siginfo_t (в дальнейшем, размер может увеличиться)
NT_FILE Содержит информацию об отображённых файлах
NT_PRXFPREG user_fxsr_struct
NT_PPC_VMX Регистры PowerPC Altivec/VMX
NT_PPC_SPE Регистры PowerPC SPE/EVR
NT_PPC_VSX Регистры PowerPC VSX
NT_386_TLS слоты TLS в i386 (struct user_desc)
NT_386_IOPERM битовая карта ввода-вывода в x86 (1=запрещено)
NT_X86_XSTATE расширенное состояние x86, использующее xsave
NT_S390_HIGH_GPRS верхние половинки регистров s390
NT_S390_TIMER регистр таймера s390
NT_S390_TODCMP регистр сравнивателя часов time-of-day (TOD) s390
NT_S390_TODPREG программируемый регистр time-of-day (TOD) s390
NT_S390_CTRS управляющие регистры s390
NT_S390_PREFIX регистр префикса s390
NT_S390_LAST_BREAK адрес прерывающего события s390
NT_S390_SYSTEM_CALL данные системного вызова перезапуска s390
NT_S390_TDB блок диагностики транзакции s390
NT_ARM_VFP регистры VFP/NEON в ARM
NT_ARM_TLS регистр TLS в ARM
NT_ARM_HW_BREAK регистры аппаратного прерывания в ARM
NT_ARM_HW_WATCH регистры аппаратного слежения в ARM
NT_ARM_SYSTEM_CALL Номер системного вызова ARM
n_name = GNU
Расширения, используемый инструментами GNU.
NT_GNU_ABI_TAG
Информация ABI операционной системы (OS). Поле дескриптора содержит 4
слова:
[0] OS descriptor (ELF_NOTE_OS_LINUX, ELF_NOTE_OS_GNU, and so on)`
[1] major version of the ABI
[2] minor version of the ABI
[3] subminor version of the ABI
NT_GNU_HWCAP
Синтетическая информация hwcap. Поле дескриптора начинается 2 словами:
[0] number of entries
[1] bit mask of enabled entries
Далее следуют элементы произвольной длины и один байт после строки
имени hwcap, заканчивающейся null. В байте определён номер бита,
который нужно тестировать для проверки включённости, (1U << бит) &
битовая маска.
NT_GNU_BUILD_ID
Уникальный идентификатор сборки, генерируемый GNU ld(1), запущенной с
параметром --build-id. Дескриптор содержит произвольное ненулевое
количество байт.
NT_GNU_GOLD_VERSION
В поле дескриптора записывается использованная версия компоновщика GNU
Gold.
Умолчательное/неизвестное пространство имён (e_type != ET_CORE)
Они используются при умолчательном пространстве имён (т. е., n_namesz равно 0)
или когда пространство имён неизвестно.
NT_VERSION Строка версии неопределённого вида
NT_ARCH Информация об архитектуре
ЗАМЕЧАНИЯ
Впервые ELF появился в System V. Формат ELF является утверждённым стандартом.
Расширения для e_phnum, e_shnum и e_shstrndx соответствующих расширений Linux. Также они
поддерживаются в Sun, BSD и AMD64; дополнительную информацию смотрите в разделе "СМОТРИТЕ
ТАКЖЕ".
СМ. ТАКЖЕ
as(1), elfedit(1), gdb(1), ld(1), nm(1), objcopy(1), objdump(1), patchelf(1), readelf(1),
size(1), strings(1), strip(1), execve(2), dl_iterate_phdr(3), core(5), ld.so(8)
Hewlett-Packard, Формат объектных файлов Elf-64.
Santa Cruz Operation, Двоичный интерфейс приложений System V.
UNIX System Laboratories, «Объектные файлы», Формат исполняемых и компонуемых файлов
(ELF).
Sun Microsystems, Руководстве по компоновщику и библиотекам (Linker and Libraries Guide).
черновик ABI AMD64, Дополнение к двоичному интерфейсу приложений System V процессорной
архитектуры AMD64 (System V Application Binary Interface AMD64 Architecture Processor
Supplement).
ПЕРЕВОД
Русский перевод этой страницы руководства был сделан Azamat Hackimov
<azamat.hackimov@gmail.com>, Yuri Kozlov <yuray@komyakino.ru> и Иван Павлов
<pavia00@gmail.com>
Этот перевод является бесплатной документацией; прочитайте Стандартную общественную
лицензию GNU версии 3 ⟨https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html⟩ или более позднюю, чтобы
узнать об условиях авторского права. Мы не несем НИКАКОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ.
Если вы обнаружите ошибки в переводе этой страницы руководства, пожалуйста, отправьте
электронное письмо на ⟨man-pages-ru-talks@lists.sourceforge.net⟩.