---

   elf - формат исполняемых и компонуемых файлов (ELF)

---

EI_MAG0 Первый байт отличительного (magic) числа. Должен быть заполнен ELFMAG0. (0: 0x7f)

EI_MAG1 Второй байт отличительного числа. Должен быть заполнен ELFMAG1. (1: 'E')

EI_MAG2 Третий байт отличительного числа. Должен быть заполнен ELFMAG2. (2: 'L')

EI_MAG3 Четвёртый байт отличительного числа. Должен быть заполнен ELFMAG3. (3: 'F')

EI_CLASS В пятом байте задаётся архитектура двоичного файла:

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:

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_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_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_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_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.

PN_XNUM Имеет значение 0xffff, самое большое количество, которое может иметь e_phnum, показывает, где расположено реальное количество заголовков программы.

SHN_UNDEF Этим значением помечается неопределённая, отсутствующая, неприменимая или другая нецелесообразная ссылка на раздел. Например, символ, "определённый" в разделе с номером SHN_UNDEF, является неопределённым символом.

SHN_LORESERVE Это значение задаёт нижнюю границу диапазона зарезервированных индексов.

SHN_LOPROC Значения больше данного или равные SHN_HIPROC зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.

SHN_HIPROC Значения меньше данного или равные SHN_LOPROC зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.

SHN_ABS Это значение указывает на абсолютное значение соответствующей ссылки. Например, символы, определённые в разделе с номером SHN_ABS, имеют абсолютные значения и не подвержены перемещению.

SHN_COMMON Символы, определённые в разделе этого типа, являются общими символами, такими как Fortran COMMON или нераспределённые внешние переменные C.

SHN_HIRESERVE Это значение задаёт верхнюю границу диапазона зарезервированных индексов между SHN_LORESERVE и SHN_HIRESERVE включительно; для значений из диапазона нет ссылок в таблице заголовков разделов. То есть, таблица заголовков разделов не содержит элементы по зарезервированным индексам.

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.

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 и размер вспомогательной информации.

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 Значения, больше данного или равные PT_HIPROC, зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.

PT_HIPROC Значения меньше данного или равные PT_LOPROC 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_W Сегмент доступен для записи.

PF_R Сегмент доступен для чтения.

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_strndx; 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 Значения больше данного или равные SHN_HIPROC зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.

SHN_HIPROC Значения меньше данного или равные SHN_LOPROC 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.

SHT_NULL Этим значением помечают неактивные разделы в заголовке. У такого элемента нетпривязанного 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 содержится информация, которая позволяет как-то описать данный файл.

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 Все значения, начиная с этого и больше, по SHT_HIPROC включительно, зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.

SHT_HIPROC Все значения, начиная с этого и меньше, по SHT_LOPROC 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 ограничения 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. Величины ноль или один означают, что раздел не имеет ограничений 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:

В разделах с таблицами строк содержатся символьные последовательности, завершающиеся null, которые обычно называются строками. Объектный файл использует эти строки для имён символов и разделов. Он ссылается на строку посредством индекса в разделе таблицы строк. В первом байте с нулевым индексом задаётся байт null ('\0'). Подобно этому, для обеспечения завершения null всех строк последний байт таблицы строк также содержит байт null.

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.

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 Все значения, начиная с этого и больше, по STT_HIPROC включительно, зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.

STT_HIPROC Все значения, начиная с этого и меньше, по STT_LOPROC 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 Все значения, начиная с этого и больше, по STB_HIPROC включительно, зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.

STB_HIPROC Все значения, начиная с этого и меньше, по STB_LOPROC включительно, зарезервированы для процессорно-ориентированной семантики.

STV_INTERNAL Скрытый класс, зависящий от процессора.

STV_HIDDEN Символ недоступен в других модулях.

STV_PROTECTED Невыгружаемый, не экспортируется.

Эти макросы служат для извлечения типа видимости:

ELF32_ST_VISIBILITY(other) или ELF64_ST_VISIBILITY(other)

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;

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[];

DT_NULL Этим значением помечается конец динамического раздела

DT_NEEDED Смещение в таблице строк на имя необходимой библиотеки

DT_PLTRELSZ Размер в байтах 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 Rela

DT_RELAENT Размер в байтах элемента таблицы 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 Rel

DT_RELENT Размер в байтах элемента таблицы Rel

DT_PLTREL Тип перемещения ссылок PLT (Rela или Rel)

DT_DEBUG Не определено, используется для отладки

DT_TEXTREL Отсутствие указывает, что перемещения не должны применяться к сегменту, недоступному на запись

DT_JMPREL Адрес элементов перемещений исключительно для 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 Начало процессорно-ориентированной семантики

DT_HIPROC Конец 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.

---

ЗАМЕЧАНИЯ

Расширения для e_phnum, e_shnum и e_strndx соответствующих расширений Linux. Также они поддерживаются в Sun, BSD и AMD64; дополнительную информацию смотрите в разделе "СМОТРИТЕ ТАКЖЕ".