目錄

• • • 前言
    • elf文件格式
    • • • 1、大致結(jié)構(gòu)
        • 2、ELF header(Ehdr)
        • 3、Program Header Table(Phdr)
        • 4、section header table(Shdr)
    • 查看elf文件信息

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前言

elf文件是儲存linux下可重定位文件（.o,.ko）,可執(zhí)行文件，共享目標(biāo)文件（.so）的一種文件。

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elf文件格式

1、大致結(jié)構(gòu)

2、ELF header(Ehdr)

• ELF header的定義可以在 /usr/include/elf.h 中找到。Elf32_Ehdr是32位 ELF header的結(jié)構(gòu)體。Elf64_Ehdr是64位ELF header的結(jié)構(gòu)體，兩者主要區(qū)別在于某些成員的長度不一樣；

• Ehdr 各個成員的說明

  e_ident[**] //elf標(biāo)識 e_type; //elf類型（重定位文件rel（.o,.ko）,可執(zhí)行文件，共享目標(biāo)文件dyn（.so）） e_ machine; //目標(biāo)文件體系類型，即運行架構(gòu)，如x86、riscv、arm等 e_version; //目標(biāo)文件版本 e_entry; //elf入口地址 e_ phoff; //程序頭部偏移 e_shoff; //節(jié)區(qū)頭部偏移 e_flags; //處理器的特定標(biāo)志，32位和64位Intel架構(gòu)都沒有定義標(biāo)志，因此eflags的值是0 e_ehsize; //ELF格式頭部大小 e_phentsize; //程序頭部表項大小 e_phnum; //程序頭表項個數(shù)，即segment數(shù)（各個segment連續(xù)存放） e_shentsize; //節(jié)區(qū)頭部表項大小 e_shnum; //節(jié)區(qū)表項個數(shù)，即section數(shù)（各個section連續(xù)存放） e_shstrndx; //str節(jié)區(qū)（symbol的名字）在節(jié)區(qū)中位置（inedx）//可以使用命令 readelf 文件名，幫助理解

  ELF header(Ehdr)
  ELF文件解析（二）：ELF header詳解 - JollyWing - 博客園 (cnblogs.com)

3、Program Header Table(Phdr)

• 將多個section 再包一層，各個成員說明

  p_type; //segment類型,segment就是一些段信息（.text,.rodata..）,//一個segment包含多個section p_offset; //segment在文件中的偏移 p_vaddr; //segment虛地址 p_paddr; //物理地址 p_filesz; //文件中segment字節(jié)數(shù) p_memsz; //內(nèi)存中segment字節(jié)數(shù) p_flags; p_align;

注意：一般只有可執(zhí)行文件才有（有錯請指出）

4、section header table(Shdr)

• section header結(jié)構(gòu)體的定義可以在 /usr/include/elf.h

• Shdr 各成員說明

  sh_name; //一個索引值，在shstrtable（section header string table，包含section name的字符串表，也是一個section）中的索引 sh_type; //節(jié)區(qū)種類，如rel* sh_flags; //可寫，可分配，可執(zhí)行等屬性 sh_addr; //如果section會出現(xiàn)在進(jìn)程的內(nèi)存映像中，給出了section第一字節(jié)的虛擬地址;Relocatable file 的虛存地址都為0。Executable file 和 Shared object file 才會為有需要的 Section 計算虛存地址 sh_offset; //給出節(jié)區(qū)第一個字節(jié)在elf文件中的偏移 sh_size; //節(jié)區(qū)大小 sh_link; //給出字節(jié)頭部表索引鏈接 sh_info; //給出節(jié)區(qū)附加信息 sh_addralign; //地址對齊約束 sh_entsize; //給出對于某些有固定項目的大小，如符號表,這個值給出了每個記錄大小。//一個可執(zhí)行文件中包含多個section段(對應(yīng)源文件中使用section定義的段，鏈接腳本會定義哪些段為代碼），一個section中有可能有多個函數(shù)（多段代碼使用一個section定義） //可以使用命令 objdump -s -d 文件名,查看文件的的section信息，幫助理解

• .symtab(符號表，section的一種)，符號表中每個entry 的結(jié)構(gòu)如下：

  st_name; //一個索引值，在shstrtable（section header string table，包含section name的字符串表，也是一個section）中的索引 st_value; //可重定向文件（.ko）:相對于節(jié)起始地址的偏移。//可執(zhí)行文件（vmlinux）:絕對地址。 st_size; //符號所指內(nèi)容占據(jù)空間的大小（變量的大小，函數(shù)的大小） st_info; //它的高4位表示 Symbol Binding，低4位表示 Symbol Type st_other; st_shndx; //可重定向文件（.ko）:對應(yīng)節(jié)區(qū)的在節(jié)區(qū)組中的下標(biāo)，和st_value組合使用

• 重定位節(jié)（rela section）

為需要重新計算地址的地方提供定位信息
一般體現(xiàn)為引用外部函數(shù)時，加載到內(nèi)存時需要重新定位外部函數(shù)的地址
.text 的重定位信息在 .rela_text, 以此類推

每個entry的結(jié)構(gòu)；

typedef struct { Elf64_Addr r_offset; /* 重定位文件 表示要重定位的地方，相對于對應(yīng)節(jié)區(qū)的起始地址的相對地址;可執(zhí)行文件 表示要重定位的地方的地址*/ Elf64_Xword r_info; /* 低32位表示重定向的類型，高32位表示符號在符號表中的下標(biāo) */ Elf64_Sxword r_addend; } Elf64_Rela# 計算公式： # R_386_64(1) result = S + A + r_addend(64位才有); # R_386_PC64(2) result = S - P + A + r_addend(64位才有); # result: 重定向后填入P指向位置的值，即替換result的值 # P：要被重定位地方的地址偏移，即 r_offset + 相應(yīng)節(jié)區(qū)的起始地址 # A：要被重定位地方記錄的數(shù)值 # S：r_info找到的符號的地址，.o st_value + section_baseaddr, 可執(zhí)行文件 st_value root:~$ readelf -x 20 ./crc32c-intel.koHex dump of section '__jump_table':NOTE: This section has relocations against it, but these have NOT been applied to this dump.0x00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 ................0x00000010 00000000 00000000 ........root:~$ readelf -x 21 ./crc32c-intel.koHex dump of section '.rela__jump_table':0x00000000 00000000 00000000 01000000 02000000 ................0x00000010 77030000 00000000 08000000 00000000 w...............0x00000020 01000000 02000000 7e030000 00000000 ........~.......0x00000030 10000000 00000000 01000000 d7000000 ................0x00000040 00000000 00000000 ........root:~$ readelf -r ./crc32c-intel.ko ... Relocation section '.rela__jump_table' at offset 0x2bd8 contains 3 entries:Offset Info Type Sym. Value Sym. Name + Addend 000000000000 000200000001 R_X86_64_64 0000000000000000 .text + 377 000000000008 000200000001 R_X86_64_64 0000000000000000 .text + 37e 000000000010 00d700000001 R_X86_64_64 0000000000000000 retp_enabled_key + 0 ...

重定位的大致過程

section header table(Shdr)
ELF格式探析之三：sections - JollyWing - 博客園 (cnblogs.com)
.symtab(符號表，section的一種)
重定位信息
(37條消息) Linux系統(tǒng)–ELF文件之可重定位文件(Relocatable file)解析_Barry-CSDN博客

理解例子

查看elf文件信息

readelf 依賴 binutils：http://ftp.gnu.org/gnu/binutils/

• ELF header的信息：readelf -h

  jingl@JingL$ readelf -h ./crc32c-intel.ko ELF Header:Magic: 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00Class: ELF64Data: 2's complement, little endianVersion: 1 (current)OS/ABI: UNIX - System VABI Version: 0Type: REL (Relocatable file)Machine: Advanced Micro Devices X86-64Version: 0x1Entry point address: 0x0Start of program headers: 0 (bytes into file)Start of section headers: 19784 (bytes into file)Flags: 0x0Size of this header: 64 (bytes)Size of program headers: 0 (bytes)Number of program headers: 0Size of section headers: 64 (bytes)Number of section headers: 29Section header string table index: 28

• program header信息: readelf -l

• Section 信息：readelf -S

  jingl@JingL$ readelf -S ./crc32c-intel.ko There are 29 section headers, starting at offset 0x4d48:Section Headers:[Nr] Name Type Address OffsetSize EntSize Flags Link Info Align[ 0] NULL 0000000000000000 000000000000000000000000 0000000000000000 0 0 0[ 1] .note.gnu.build-i NOTE 0000000000000000 000000400000000000000024 0000000000000000 A 0 0 4 ...[28] .shstrtab STRTAB 0000000000000000 00004c200000000000000121 0000000000000000 0 0 1 Key to Flags:W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),l (large), p (processor specific)

• 查看某一段的數(shù)據(jù)：readelf -x num

  jingl@JingL$ readelf -x 8 ./crc32c-intel.koHex dump of section '.altinstr_replacement':0x00000000 0faee8ff e7 .....jingl@JingL$ readelf -x 11 ./crc32c-intel.koHex dump of section '.altinstructions':NOTE: This section has relocations against it, but these have NOT been applied to this dump.0x00000000 00000000 00000000 7d000200 00000000 ........}.......0x00000010 00000000 ed001105 ........jingl@JingL$ readelf -x 12 ./crc32c-intel.koHex dump of section '.rela.altinstructions':0x00000000 00000000 00000000 02000000 03000000 ................0x00000010 41000000 00000000 0c000000 00000000 A...............0x00000020 02000000 02000000 7e030000 00000000 ........~.......0x00000030 10000000 00000000 02000000 05000000 ................0x00000040 00000000 00000000 ........jingl@JingL$ readelf -x 20 ./crc32c-intel.koHex dump of section '__jump_table':NOTE: This section has relocations against it, but these have NOT been applied to this dump.0x00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 ................0x00000010 00000000 00000000 ........jingl@JingL$ readelf -x 21 ./crc32c-intel.koHex dump of section '.rela__jump_table':0x00000000 00000000 00000000 01000000 02000000 ................0x00000010 77030000 00000000 08000000 00000000 w...............0x00000020 01000000 02000000 7e030000 00000000 ........~.......0x00000030 10000000 00000000 01000000 d7000000 ................0x00000040 00000000 00000000 ........

• Symbol table 信息：readelf -s

  jingl@JingL$ readelf -s./crc32c-intel.koSymbol table '.symtab' contains 222 entries:Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND1: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 1 ...220: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND boot_cpu_data221: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND __kernel_fpu_end

• 重定位信息：readelf -r

  root:~$ readelf -r ./crc32c-intel.ko ... Relocation section '.rela__jump_table' at offset 0x2bd8 contains 3 entries:Offset Info Type Sym. Value Sym. Name + Addend 000000000000 000200000001 R_X86_64_64 0000000000000000 .text + 377 000000000008 000200000001 R_X86_64_64 0000000000000000 .text + 37e 000000000010 00d700000001 R_X86_64_64 0000000000000000 retp_enabled_key + 0 ...

• 反匯編 代碼段：objdum -d

• 刪除elf文件中的段：strip <option[s]> <in-file[s]>
  常用選項如下：

  -s --strip-allRemove all symbol and relocation information注： 刪除其他符號表段和調(diào)試信息段，但不刪除 .shstrtab 段-g -S -d --strip-debugRemove all debugging symbols & sections這幾個選項的功能是一樣，即移除上述5個".debug_"開頭的調(diào)試信息段，仍會保留符號表--only-keep-debugStrip everything but the debug information注：段的總數(shù)量沒有減少，但文件大小減少了；對比了"readelf -S"輸出中的"offset"段，發(fā)現(xiàn)其中前面若干段的offset都沒有變化，即size為0了。-R --remove-section=<name>Also remove section <name> from the output移除指定段，比如 strip --remove-section=.symtab a.outstrip --remove-section=.strtab a.out

  驅(qū)動文件(.ko)可能包含調(diào)試信息(.debug_info,依賴config中的CONFIG_DEBUG_INFO配置)，可以使用strip --strip-debug ./xxx.ko去除；

  使用strip, eu-strip, objcopy等剝離與導(dǎo)回符號表及調(diào)試信息
  compile kernel with debug info

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux elf文件分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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