Linux下ELF文件的格式(3)
【说明】本文章从本人的CSDN博客搬过来的，因个人感觉CSDN的博客系统太差，so，搬到这里。
在上一篇文章中，主要介绍了几个重要的段以及这几个段中存放的信息。这里将重点介绍目标文件中的 ELF文件头 和 段表（Section Header Table）。
关于ELF文件头，它主要包含了描述整个文件的基本属性，比如ELF文件版本，目标机器型号，程序入口地址等。
关于段表，它描述了ELF文件包含的所有段的信息，比如每个段的段名，长度，在文件中的偏移，读写权限以及其他的属性。
1.再看文件头
再来看整个头文件结构
那么对于系统来讲，这个结构是怎么存储的，按什么格式存储呢？
在/user/include/elf.h中，可以找到描述这个头文件的结构体，如下所示：
对比实际的内容跟这个结构体，发现从Type （e_type）开始往下是一一对应的，而前面几条信息就对应于 e_ident[16],即e_ident中存放着前几条的信息。
现在将几个重要的字段解释一下：
e_type : ELF文件类型，主要有3种，ET_REL 可重定位,ET_EXEC可执行,ET_DYN共享目标文件，一般为.so文件
e_machine : 机器类型，如EM_386,intel的x86架构，EM_68K摩托罗拉的68000系列等
e_entry : 入口地址，可执行文件被加载后，会从这个虚拟地址开始执行指令。目标文件不会执行，所以地址为0
e_shoff ： 段表在文件中的偏移，即段表所在的地址，这个很重要
e_ehsize : 头文件本身的大小
e_shentsize ： 段表描述符的大小，即sizeof(Elf32_Endr)，一般为40
e_shnum ： 段表描述符的数量，即该文件总共有多少个段
e_shstrndx ： 段表字符串表所在的段在段表中的下标，很绕口，后面再讲。
2.段表
ELF文件的段结构就是由段表决定的，编译器，连接器和装载器都是靠段表来定位和访问各个段的属性的。
现在我们来仔细看看目标文件中的各个段：
这里列出来的就是段表的信息，可以看到第一个是无效的，它的类型是NULL，共有13个有效的段。其中包括上篇里我们自定义的 special段。
那么，描述段表的结构又是怎样的呢？
段表其实是一个Elf32_Shdr的数组，每一个数组元素都是一个结构体，来描述一个段。
sh_name ： 段名
sh_type ： 段的类型
比如：SHT_NULL 表示无效段
SHT_PROGBITS 表示程序段 代码段 数据段
SHT_SYMTAB 表示该段的内容为符号表
等等
sh_flags ： 段的标志
比如：SHF_WRITE 该段在进程空间中可以写
SHF_ALLOC 表示需要在进程空间中分配信息，代码段 数据段等，注意：bss段也是这个标志，虽然是在文件中没有，但是会在进程中分配 空间
SHF_EXECINSTR 表示可执行 像代码段
例如：.text段的类型是 SHT_PROGBITS，标志是SHF_ALLOC + SHF_EXECINSTR
sh_addr ： 如果该文件被加载，表示该段在进程虚拟地址空间中的位置，否则为0
sh_offset ： 段偏移，如果该段在文件中，则表示偏移，否则无意义。比如对于BSS段来讲，这个值是没有意义的
sh_size ： 段的长度
sh_link sh_info ： 段的链接信息
参照下表：
sh_addralign ： 段地址对齐 段地址对齐于 2的sh_addralign次方，前面说过，2**2是2的2次方，即对齐4个字节，不够4的，也要占满。如果sh_addralign为1或者0，则不限制对齐。
sh_entsize ： 项的长度，有些段包含了一些固定大小的项，如符号表，它的每一项占得空间都是相同的，这是该字段表示的是每个项的大小。为0则表示不含有相同大小的项。
每个段描述符的大小为sizeof(Elf32_Shdr)，大小为40个字节，到文件最后结束时，大小为0x0570，即1392个字节，跟ll命令查看的大小是相同的。下面让我们看看ELF文件格式的真实存储情况：
（程序就是前面文章中用到的，环境是Ubuntu14.04 64位）
因为字节对齐的原因，中间有的段之间有一个或两个字节的空位。
3.重定位表
首先，重定位过程发生在链接时，简单的讲重定位的任务就是将编译时无法确定的地址，确定下来。
在hello.o中，有一个段，.rel.text，他的类型是SHT_REL，说明它是一个记录.text段的重定位信息的段。这个段的sh_link表示符号表的下标【为12】，sh_info表示作用于哪个段【为1，说明是 .text段】。
比如：printf函数，这个一个外部定义的函数，在编译期间是不会知道它的地址的，所以需要依靠连接器来决定它的真是运行地址（后面的文章会说到）。
4.字符串表
前面提及的几个表结构都是用固定大小的结构体来存储的，但是，字符串的大小是不固定的，不能用固定的结构来表示的。所以ELF采用了一种依赖结束符的存储结构。
从0地址取，是空串，
从1地址取，是NIHAO，
从3地址取，是HAO
这样就不用考虑字符串的长度了。
字符串表也已段的形式保存在ELF文件中，名为.strtab或.shstrtab。前者是字符串表，后者是段表字符串表。前者保存的是普通的字符串，而后者保存的则是段表用到的字符串，比如表名。
前面讲到，Elf32_Ehdr最后一个成员是e_shstrndx,他表示 段表字符串表 （.shstrtab）在 段表中的下标。在文件头里看到，最后一个成员的值是11，再查看段表11位置上的值正好是.shstrtab,即段表字符串表。
下一篇文章，将介绍ELF文件的符号，马上就会很清晰的认识这个文件格式了。
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