Section Header上节说了section header table是一个数组结构 ， 这个数组的位置在 e_shoff 处 ， 共有 e_shnum 个元素(即section) ， 每个元素的大小为 e_shentsize 字节 。每个元素的结构如下:
typedef struct{Elf32_Word sh_name;/* Section name (string tbl index) */Elf32_Word sh_type;/* Section type */Elf32_Word sh_flags;/* Section flags */Elf32_Addr sh_addr;/* Section virtual addr at execution */Elf32_Off sh_offset;/* Section file offset */Elf32_Word sh_size;/* Section size in bytes */Elf32_Word sh_link;/* Link to another section */Elf32_Word sh_info;/* Additional section information */Elf32_Word sh_addralign;/* Section alignment */Elf32_Word sh_entsize;/* Entry size if section holds table */} Elf32_Shdr;其中 sh_name 是该section的名称 ， 用一个word表示其在字符表中的偏移 ， 字符串表(.shstrtab)就是上面说到的第 e_shstrndx 个元素 。ELF文件中经常使用这种偏移表示方式 ， 可以方便组织不同区段之间的引用 。
sh_type 表示本section的类型 ， SPEC中定义了几十个类型 ， 列举其中一些如下:
SHT_NULL: 表示该section无效 ， 通常第0个section为该类型SHT_PROGBITS: 表示该section包含由程序决定的内容 ， 如 .text 、 .data 、 .plt 、 .gotSHT_SYMTAB/SHT_DYNSYM: 表示该section中包含符号表 ， 如 .symtab 、 .dynsymSHT_DYNAMIC: 表示该section中包含动态链接阶段所需要的信息SHT_STRTAB: 表示该section中包含字符串信息 ， 如 .strtab 、 .shstrtabSHT_REL/SHT_RELA: 包含重定向项信息虽然每个section header的大小一样(e_shentsize字节) ， 但不同类型的section有不同的内容 ， 内容部分由这几个字段表示:
sh_offset: 内容起始地址相对于文件开头的偏移sh_size: 内容的大小sh_entsize: 有的内容是也是一个数组 ， 这个字段就表示数组的元素大小与运行时信息相关的字段为:
sh_addr: 如果该section需要在运行时加载到虚拟内存中 ， 该字段就是对应section内容(之一个字节)的虚拟地址sh_addralign: 内容地址的对齐 ， 如果有的话需要满足 sh_addr % sh_addralign = 0sh_flags: 表示所映射内容的权限 ， 可根据 SHF_WRITE/ALLOC/EXECINSTR 进行组合另外两个字段 sh_link 和 sh_info 的含义根据section类型的不同而不同 ， 如下表所示:
文章插图
至于不同类型的section ， 有的是保存符号表 ， 有的是保存字符串 ， 这也是ELF表现出拓展性和复杂性的地方 ， 因此需要在遇到具体问题的时候查看文档去进行具体分析 。
Program Headerprogram header table用来保存程序加载到内存中所需要的信息 ， 使用段(segment)来表示 。与section header table类似 ， 同样是数组结构 。数组的位置在偏移 e_phoff 处 ， 每个元素(segment header)的大小为 e_phentsize ， 共有 e_phnum 个元素 。单个segment header的结构如下:
typedef struct{Elf32_Word p_type;/* Segment type */Elf32_Off p_offset;/* Segment file offset */Elf32_Addr p_vaddr;/* Segment virtual address */Elf32_Addr p_paddr;/* Segment physical address */Elf32_Word p_filesz;/* Segment size in file */Elf32_Word p_memsz;/* Segment size in memory */Elf32_Word p_flags;/* Segment flags */Elf32_Word p_align;/* Segment alignment */} Elf32_Phdr;既然program header的作用是提供用于初始化程序进程的段信息 ， 那么下面这些字段就是很直观的:
p_offset: 该segment的数据在文件中的偏移地址(相对文件头)p_vaddr: segment数据应该加载到进程的虚拟地址p_paddr: segment数据应该加载到进程的物理地址(如果对应系统使用的是物理地址)p_filesz: 该segment数据在文件中的大小p_memsz: 该segment数据在进程内存中的大小 。注意需要满足 p_memsz>=p_filesz ， 多出的部分初始化为0 ， 通常作为 .bss 段内容p_flags: 进程中该segment的权限(R/W/X)p_align: 该segment数据的对齐 ， 2的整数次幂 。即要求 p_offset % p_align = p_vaddr。剩下的 p_type 字段 ， 表示该program segment的类型 ， 主要有以下几种:
PT_NULL: 表示该段未使用PT_LOAD: Loadable Segment ， 将文件中的segment内容映射到进程内存中对应的地址上 。值得一提的是SPEC中说在program header中的多个PT_LOAD地址是按照虚拟地址递增排序的 。PT_DYNAMIC: 动态链接中用到的段 ， 通常是RW映射 ， 因为需要由 interpreter (ld.so)修复对应的的入口PT_INTERP: 包含interpreter的路径 ， 见下文PT_HDR: 表示program header table本身 。如果有这个segment的话 ， 必须要在所有可加载的segment之前 ， 并且在文件中不能出现超过 一次。在不同的操作系统中还可能有一些拓展的类型 ， 比如 PT_GNU_STACK 、 PT_GNU_RELRO 等 ， 不一而足 。
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