「Linux」簡單認識認識ELF文件

幾種常見的ELF文件

在Linux下，我們經gcc編譯之後生成的可執行文件屬於ELF文件：

ELF是一類文件類型，而不是特指某一後綴的文件。ELF（Executable and Linkable Format，可執行與可鏈接格式）文件格式，在Linux下主要有如下三種文件：

• 可執行文件（.out）：Executable File，包含代碼和數據，是可以直接運行的程序。其代碼和數據都有固定的地址 （或相對於基地址的偏移 ），系統可根據這些地址信息把程序加載到內存執行。
• 可重定位文件（.o文件）：Relocatable File，包含基礎代碼和數據，但它的代碼及數據都沒有指定絕對地址，因此它適合於與其他目標文件鏈接來創建可執行文件或者共享目標文件。
• 共享目標文件（.so）：Shared Object File，也稱動態庫文件，包含了代碼和數據，這些數據是在鏈接時被鏈接器（ld）和運行時動態鏈接器（ld.so.l、libc.so.l、ld-linux.so.l）使用的。

ELF格式可結構大致為：

ELF文件由4部分組成，分別是ELF頭（ELF header）、程序頭表（Program header table）、節（Section）和節頭表（Section header table）。

實際上，一個文件中不一定包含全部內容，而且它們的位置也未必如同所示這樣安排，只有ELF頭的位置是固定的，其餘各部分的位置、大小等信息由ELF頭中的各項值來決定。

readelf工具的使用

在Linux下，我們可以使用readelf 命令工具可以查看ELF格式文件的一些信息。下面我們先準備一個動態鏈接相關的demo，就拿我們之前分享的文章：========中的demo吧：

文件1（main.c）：

<code>#include "test.h"

int main(void)
{
    print_hello();
    return 0;
}/<code>

文件2（test.c）：

<code>#include "test.h"
​
void print_hello(void)
{
    printf("hello world\n");
}/<code>

文件3（test.h）：

<code>#ifndef __TEST_H
#define __TEST_H
​
#include 
​
void print_hello(void);
​
#endif/<code>

執行相關命令生成相關文件：.out文件、.o文件、.so文件。如：

下面我們使用readelf命令來查看這三類文件的一些信息。readelf命令格式為：

<code>readelf  elf-file(s)/<code>

查看可執行文件頭部信息：

查看可執行文件頭部信息是，我們發現這樣一個問題，頭部信息中的類型竟然是共享庫文件，而我們查看的是可執行文件，自相矛盾？

查了一些資料：

https://blog.csdn.net/cclethe/article/details/83387685

發現：gcc編譯默認加了--enable-default-pie選項：

Position-Independent-Executable是Binutils，glibc和gcc的一個功能，能用來創建介於共享庫和通常可執行代碼之間的代碼–能像共享庫一樣可重分配地址的程序，這種程序必須連接到Scrt1.o。標準的可執行程序需要固定的地址，並且只有被裝載到這個地址時，程序才能正確執行。PIE能使程序像共享庫一樣在主存任何位置裝載，這需要將程序編譯成位置無關，並鏈接為ELF共享對象。

引入PIE的原因是讓程序能裝載在隨機的地址，通常情況下，內核都在固定的地址運行，如果能改用位置無關，那攻擊者就很難藉助系統中的可執行碼實施攻擊了。類似緩衝區溢出之類的攻擊將無法實施。而且這種安全提升的代價很小。

也就是說，pie這是一種保護我們可執行程序的一種手段。這裡我們只是做實驗，我們可以加-no-pie參數先把pie給關掉：

可以看到，類型終於對得上了。ELF頭部信息還包含有Entry point address（入口地址）、Start of program headers（程序頭的起始字節）、Start of section headers（節頭的起始字節）等信息。

查看可重定位文件頭部信息：

查看共享目標文件頭部信息：

同樣的，readelf 搭配其它參數可以查看ELF文件的其它信息：

objdump工具的使用

objdump工具用於顯示一個或多個目標文件的信息。objdump命令格式：

objdump

可執行文件、可重定位文件與共享目標文件都屬於目標文件，所以都可以使用這個命令來查看一些信息。

查看可重定位文件反彙編信息：

查看可執行文件反彙編信息：

查看共享目標文件反彙編信息：

總結

以上就是本次的分享。簡單地介紹了ELF文件的一些信息，同時介紹了分析ELF文件的兩個工具。ELF文件的內容很多，並且比較抽象，詳細分析起來是個深坑。我們大致先進行一個簡單的瞭解，我現在還沒有這個能力或者說還沒有這個需求去學習、分析這些底層的東西，之後如果深入學習時再做另外的分享。