目录：
1. elf文件基本概念
2. elf文件结构-- 文件头
3. elf文件结构-- 段表
4. elf文件结构-- 程序头
5. elf文件装载
6. 代码实现
1.elf文件基本概念
elf文件是一种目标文件格式，用于定义不同类型目标文件以什么样的格式，都放了些什么东西。主要 用于linux平台。windows下是PE/COFF格式。
可执行文件、可重定位文件(.o)、共享目标文件(.so)、核心转储文件都是以elf文件格式存储的。ELF文件组成部分：文件头、段表(section)、程序头
2.elf文件结构 ---- 文件头
文件头数据结：
ccs中解析出来的文件头信息
从上图中可以看到，elf文件头定义了文件的整体属性信息，比较重要的几个属性是：魔术字，入口地址，程序头位置、长度和数量，文件头大小（52字节），段表位置、长度和 个数。
3.elf文件结构---段表
段表(section)数据结构
解析段表内容
几个重要的段：.text(代码)段 、.data(数据)段、.bss段 。
.text：保存程序代码，权限为只读
.data：保存已初始化的全局变量和局部静态变量，可读可写
.bss：保存未初始化的全局变量和局部静态变量。初始化为0的变量也会保存在.bss段。可读可写。
4.elf文件结构 ---- 程序头
在ELF中把权限相同、又连在一起的段(section)叫做segment，操作系统正是按照“segment”来映射可执行文件的。
描述这些“segment”的结构叫做程序头，它描述了elf文件该如何被操作系统映射到内存空间中。
程序头数据结构
解析的程序头内容
由上图的程序头可知，该elf文件有9个LOAD类型的segment，因为只有LOAD类型是需要被映射的。
我们需要做的是找到这些segment在文件中的位置，并将其加载到对应的内存空间，对于memsiz大于filesiz的部分全部填充为0，加载完之后让程序跳转到入口地址
5.elf文件装载
6.代码实现
#include <stdio.h> /** * hello.c */ #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <elf32.h> #include <file.h> #include <errno.h> //#include <unistd.h> #define ELF_HEAD_LENGTH 128 #define MAGIC_NUM 0x464c457f #define SECTION_TABLE_MAX 40 static uint32_t SecTableStrIndx = 0; uint32_t SecStrTableOff = 0; uint16_t SecTabNum = 0; /**elf 文件头和section表解析和检查***/ int check_elf_head(FILE *file ) { FILE *file_elf = file; int i = 0; int MagNum = 0; unsigned long file_size = 0; int sechnum = 0; uint32_t symsize = 0; uint32_t symoff = 0; uint32_t nSyms = 0,kk=0; struct Elf32_Ehdr *Elf_header = NULL; struct Elf32_Shdr *Section_header = NULL; struct Elf32_Sym *Symbol_tab = NULL; //file_elf = fopen(path,"r"); /*文件大小*/ fseek(file_elf,0,SEEK_END); file_size = ftell(file_elf); fseek(file_elf,0,SEEK_SET); printf("file total size is:%ld bytes\n",file_size); fread(Elf_header,sizeof(struct Elf32_Ehdr),1,file_elf); printf("\nSection Name String Table index: %d\n",SecTableStrIndx); /**ELF header解析**/ printf("Magic:\t"); for(MagNum=0; MagNum<16; MagNum++) { printf("%02x ",Elf_header->e_ident[MagNum]); } /**确认是否为elf格式**/ if((Elf_header->e_ident[0] == '\x7f') && (Elf_header->e_ident[1] == ELFMAG1) \ && (Elf_header->e_ident[2] == ELFMAG2) && (Elf_header->e_ident[3] == ELFMAG3)) { printf("\nThis is ELF file!\n"); } else { printf("\n NOT ELF file!\n"); return -1; } printf("\n"); printf("Type: \t%d\n",Elf_header->e_type); printf("Machine: \t%d\n",Elf_header->e_machine); /* Architecture */ printf("Version: \t%#02x\n",Elf_header->e_version); printf("Entry point address: \t%#02x\n",Elf_header->e_entry); printf("Start of program headers: \t%d(bytes)\n",Elf_header->e_phoff); printf("Start of section headers: \t%d(bytes)\n",Elf_header->e_shoff); printf("Flags: \t%#02x\n",Elf_header->e_flags); printf("Size of this header: \t%d(bytes)\n",Elf_header->e_ehsize); printf("Size of program headers: \t%d(bytes)\n",Elf_header->e_phentsize); printf("Number of program headers: \t%d\n",Elf_header->e_phnum); printf("Size of section headers: \t%d(bytes)\n",Elf_header->e_shentsize); printf("Number of section headers: \t%d\n",Elf_header->e_shnum); printf("Section header string table index:\t%d\n",Elf_header->e_shstrndx); if(Elf_header->e_ehsize != sizeof(*Elf_header)) { printf("\nELF file header size is err\n!"); return -1; } if(Elf_header->e_type != ET_REL && Elf_header->e_type != ET_EXEC ) { printf("file type is err!__FUNCTION__ %s __LINE__ %d\n",__FUNCTION__,__LINE__); } /**section header**/ sechnum = Elf_header->e_shnum; fseek(file_elf,Elf_header->e_shoff,SEEK_SET); printf("\n/*****section header table****/\n"); fread(Section_header,sizeof(struct Elf32_Shdr),sechnum,file_elf); printf("[Nr] Name Type Addr Off Size ES Flg Al"); for(i=0; i<sechnum; i++) { printf("\n[%d] %x %2x %08x %06x %06x %02x %02x %02x "\ , i,Section_header->sh_name,Section_header->sh_type,Section_header->sh_addr,\ Section_header->sh_offset,Section_header->sh_size,Section_header->sh_entsize,\ Section_header->sh_flags,Section_header->sh_addralign); if(Section_header->sh_type == 2)/*if symtab*/ { symsize = Section_header->sh_size; symoff = Section_header->sh_offset; nSyms = symsize/(Section_header->sh_entsize); fseek(file_elf,symoff,SEEK_SET); fread(Symbol_tab,sizeof(struct Elf32_Sym),nSyms ,file_elf); } Section_header++; } printf("\n\n*******symbol table******"); printf("\nid size other bind\n"); /*while(kk < nSyms) { if(Symbol_tab->st_shndx == 2) //ext { printf("[%d] %x %x %x\n",kk,Symbol_tab->st_size,\ Symbol_tab->st_other,(Symbol_tab->st_info)>>4 ); } kk++; Symbol_tab++; }*/ return 0; } /*** Program Header Table ,只有可执行文件和共享文件有程序头,linux命令：readelf -l xx 可查看结构***/ void ProgramHeadInfo(FILE *file,struct Elf32_Phdr *ProHead) { FILE *file_elf = file; struct Elf32_Ehdr *Elf_header = NULL; struct Elf32_Phdr *Pro_header = NULL; uint32_t phoffset = 0; //程序头表偏移 uint16_t phnum = 0;//程序头表数目 uint16_t phentsize = 0;// 程序头表大小 int num = 0; Elf_header = (struct Elf32_Ehdr *)malloc(sizeof(struct Elf32_Ehdr)); memset(Elf_header,0,sizeof(struct Elf32_Ehdr)); fseek(file_elf,0,SEEK_SET); fread(Elf_header,sizeof(struct Elf32_Ehdr),1,file_elf); phoffset = Elf_header->e_phoff; phnum = Elf_header->e_phnum; phentsize = Elf_header->e_phentsize; fseek(file_elf,phoffset,SEEK_SET); //fread((struct Elf32_Phdr*)Pro_header,phentsize,phnum,file_elf); fread((struct Elf32_Phdr *)Pro_header,phentsize,phnum,file_elf); //ProHead = Pro_header; memcpy((char *)ProHead, (char *)Pro_header, sizeof(struct Elf32_Ehdr)); printf("\n/*****Program Headers:*****/\n"); printf("starting at offset: %d\n",phoffset); printf("Number of program headers: %d\n",phnum); printf("Type Offset VirtAddr PhysAddr FileSiz MemSiz Flg\n"); for(num=0; num<phnum; num++) { printf("%d %-#6x %-#x %-#x %-#5x %-#5x %-#x\n",Pro_header->p_type,Pro_header->p_offset,\ Pro_header->p_vaddr,Pro_header->p_paddr\ ,Pro_header->p_filesz,Pro_header->p_memsz,Pro_header->p_flags); Pro_header++; } free(Elf_header); Elf_header = NULL; return; } /**加载elf文件segment 到内存中 返回值: elf的entry point**/ typedef void (*pCALLFUNC)(void); uint32_t LoadElf2Mem(FILE *file ) { struct Elf32_Phdr *ProHead = NULL; struct Elf32_Ehdr *Elf_header = NULL; FILE *file1 = file; uint16_t i = 0; int size=0; uint32_t addrPoint = 0; Elf_header = (struct Elf32_Ehdr *)malloc(sizeof(struct Elf32_Ehdr)); memset(Elf_header,0,sizeof(struct Elf32_Ehdr)); fseek(file1,0,SEEK_SET); size = fread(Elf_header, sizeof(struct Elf32_Ehdr), 1, file1); ProgramHeadInfo(file1,ProHead); for(i=0;i< Elf_header->e_phnum; i++,ProHead++) { if(ProHead->p_type != PT_LOAD ) { printf("\nnot PT_LOAD %d %d size: %d\n", Elf_header->e_phnum,ProHead->p_type,size); continue; } if(ProHead->p_filesz) { fseek( file1,ProHead->p_offset,SEEK_SET); if((size = fread((char *)ProHead->p_vaddr,1,ProHead->p_filesz,file1)) != ProHead->p_filesz) { printf("\nfunction:%s,line:%d, read p_vaddr err!\n",__FUNCTION__,__LINE__); printf("\nread 返回值%d\n",size); printf("read(file,ProHead->p_vaddr,ProHead->p_filesz) != ProHead->p_filesz %x p_filesz %d\n",\ ProHead->p_vaddr,ProHead->p_filesz); //return; } } /**多余的空间写0，做BSS段**/ if((ProHead->p_filesz) < (ProHead->p_memsz)) { memset((char*)ProHead->p_vaddr+ProHead->p_filesz, 0, ProHead->p_memsz - ProHead->p_filesz); } else{} } //pEntry = (uint32_t *)Elf_header->e_entry; addrPoint = Elf_header->e_entry; printf("\nEntry point address:%x",addrPoint); free(Elf_header); Elf_header = NULL; return addrPoint; } int main(void) { char *path ="D:/workspace_v7/test_one/Debug/app.out"; FILE *file_elf = NULL; file_elf = fopen(path,"rb"); pCALLFUNC pEntry = (pCALLFUNC)NULL; uint32_t addr = 0; if(file_elf == NULL) { printf("open file err!!%s\n",strerror(errno)); return -1; } check_elf_head(file_elf); addr = LoadElf2Mem(file_elf); pEntry = (pCALLFUNC)addr; fclose(file_elf); pEntry(); }
