ELF文件与库的原理

库的制作和原理

1 ELF文件

ELF文件主要包含以下4种：
可重定位文件（xxx.o)
可执行文件
共享目标文件（xxx.so)
内核转储

ELF的文件构成：
1.ELF header:用于定位文件的其他部分

2.Program header table:列举了所有有效段及其属性（包括每个段的起始位置和位移，长度）

3.Section header table:包含对节（section)的描述

4.Section:ELF文件的各种信息和数据都存储在不同的节中（如代码节存储了可执行代码，数据节存储了全局变量和静态数据等）

其中，节头表section header table用于链接时链接器将section合并成segment(优化内存管理和方便权限访问控制）
程序头表program header table用于加载时告诉操作系统如何加载文件，完成进程内存的初始化

readelf

基本语法; readelf <选项> <elf文件>
-h显示ELF文件头（架构，字节序，入口点地址等）

-S显示节区表（如.text,.data的详细位置和大小）

[16].text(代码段）存储机器指令的地方，其中glags是AX，A代表Alloc(运行时分配内存），X代表Execute(可执行）

[18].rodata(只读数据段）它的flags只有A，没有W（write)说明这块内存运行时是被保护的

[25].data(已初始化数据段）

[26].bss(未初始化数据段）其它节区大都type为PROGBITS，而.bss是NOBITS，这意味着它在磁盘上的ELF文件中不占用实际的物理空间（只记录需要多少字节），直至程序被加载到内存运行时，操作系统才会给它分配空间

-l显示程序头表，展示系统如何将文件加载进内存
这里就清楚展示了链接器会把具有相同访问权限的section打包为一个segment交给OS载入

-s显示符号表，包含程序中定义和引用的所有函数和全局变量
-d显示动态节区，可以查看程序依赖哪些共享库
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ELF加载与进程地址空间

1 ELF文件在没被加载到内存之前就有地址（ELF对自己的代码和数据进行统一编址(起始地址+偏移量，其中起始地址为0）
进程mm_struct,vm_area_struct在创建时的初始化数据来自ELF文件的segment
所以虚拟地址需要OS和编译器；

2 动态库加载
动态链接实际上是在程序加载时才会进行链接的整个过程

动态库的调用，是在进程地址空间从代码区跳转到共享区，而访问库中的方法，只需要库的起始虚拟地址+方法的偏移量

但是，程序每次运行，把库加载并映射的时候，库的起始虚拟地址都会改变，所以调用处的地址也会因变化而进行修改，为了维护代码区的只读，动态链接采用的是GOT（全局偏移量表）数据区），
相当于是又包装了一层，以表的一一对应的特性实现了不变与变的统一；自然的，每个进程就有自己独立的GOT表（因为不同进程对库的虚拟编址不同），而地址也就变成了got表地址+表中偏移量

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-延迟绑定PLT(程序开始—>第一次调用）降低开销

反汇编指令objdump -d <文件>
(当然，还可以搭配**|**管道符等使用）