Cesko.wiki Executable and Linkable Format
Author
Albert FloresZákladní schéma souborového formátu Executable and Linkable Format (ELF), používaného např. operačním systémem Linux. Executable and Linkable Format (zkratka ELF) je v informatice standardní souborový formát pro uložení spustitelných souborů, linkovatelných objektů, dynamických (sdílených) knihoven a ladících výpisů (core dumps). ELF formát je poměrně rozšířený, v současnosti ho využívají operační systémy jako Linux, Solaris, IRIX, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD a další. ELF formát se také objevuje u konzolí (PlayStation 2, PlayStation Portable a PlayStation 3). Formát byl původně vyvinut v Unix System Laboratories pro operační systém UNIX System V.
Nasazení
ELF nahradil formáty spustitelných souborů jako jsou a. +moreout, COFF, PE, Mach-O nebo COM. Podle mnohých uživatelů ELF překonává ostatní formáty proto, že jsou buď závislé na platformě nebo jsou méně rozšiřitelné. Mimo unixové systémy je ELF použit v operačním systému OpenVMS ve verzi pro Itanium procesor nebo v systému BeOS Revision 4, kde nahrazuje PE formát (Portable Executable) na starších x86 počítačích (PPC verze zůstala při formátu Preferred Executable Format a nikdy nepoužívala PE).
Popis formátu ELF
Soubor ELF vždy obsahuje hlavičku, která může být následována segmenty a sekcemi. Segmenty obsahují informace nutné pro běh programového kódu. +more Jsou mapovány operačním systémem UN*X do virtuálního adresového prostoru pomocí systémového volání mmap(2). Sekce obsahují informace pro linker (spojování) a relokaci (přepočet adresy) objektů, které jsou umístěny v operační paměti počítače.
Typy souborů
spustitelný soubor (ET_EXEC) - musí obsahovat segmenty * objektový soubor (ET_REL, *. o) - musí obsahovat sekce, odkazuje na další objektové soubory * dynamické knihovny (ET_DYN, *. +moreso) - musí obsahovat segmenty i sekce, odkazuje na další objektové nebo spustitelné soubory * soubor s výpisem ladících informací (ET_CORE) - neobsahuje segmenty ani sekce, generován při fatální chybě a selhání programu.
Struktura
hlavička ELF - základní informace o typu souboru, umístění dalších částí ELF souboru * hlavička tabulky programů - popis dostupných segmentů * hlavička tabulky sekcí - popis dostupných sekcí * údaje odkazované položkami z hlavičky tabulky programů nebo sekcí
V případě unixového spustitelného souboru obsahuje každý segment několik sekcí. Platí, že každý bajt souboru je součástí nejvýše jedné sekce.
ELF hlavička
| Atribut | Význam |
|---|---|
| e_ident | identifikace ELF (magic number), typ architektury, verze ABI,... |
| e_type | #Typy souborů|typ objektového souboru |
| e_machine | cílová architektura |
| e_version | verze objektového souboru |
| e_entry | virtuální adresa vstupního bodu programu |
| e_phoff | ukazatel na pozici tabulky programů v souboru |
| e_shoff | ukazatel na pozici tabulky sekcí v souboru |
| e_flags | procesorové příznaky |
| e_ehsize | velikost ELF hlavičky (v bajtech) |
| e_phentsize | velikost záznamu v tabulce programů (v bajtech) |
| e_phnum | počet záznamů v tabulce programů |
| e_shentsize | velikost záznamu v tabulce sekcí (v bajtech) |
| e_shnum | počet záznamů v tabulce sekcí |
| e_shstrndx | odkaz na tabulku řetězců |
Hlavička tabulky programů
| Atribut | Význam |
|---|---|
| p_type | typ segmentu |
| p_offset | pozice 1. bajtu segmentu od počátku souboru |
| p_vaddr | virtuální adresa 1. +more bajtu segmentu v operační paměti |
| p_paddr | fyzická adresa uložení segmentu v operační paměti |
| p_filesz | délka segmentu v souboru (v bajtech) |
| p_memsz | velikost paměti pro daný segment (v bajtech) |
| p_flags | příznaky daného segmentu |
| p_align | zarovnání segmentu v operační paměti a v rámci souboru |
| Typy segmentů | ||
|---|---|---|
| Atribut | Hodnota | Popis |
| PT_NULL | 0 | [nevyužito] |
| PT_LOAD | 1 | označuje segment, který bude nahrán do operační paměti |
| PT_DYNAMIC | 2 | informace pro zavaděč |
| PT_INTERP | 3 | cesta k interpretu programu ELF |
| PT_NOTE | 4 | pomocné informace o programu (požadavky na OS/ABI, min. verzi jádra,. +more) |
| PT_SHLIB | 5 | [rezervováno] |
| PT_PHDR | 6 | pozice a velikost tabulky programů |
Nástroje
readelf je Unixová binární utilita, která zobrazuje informace o jednom nebo více ELF souborech; GNU implementace pochází z GNU Binutils * elfdump je příkaz v Solarisu na prohlížení informací uložených v ELF souboru * objdump poskytuje široký rozsah informací o ELF souborech a jiných objektových formátech
ELF v operačních systémech
Formát ELF nahradil některé starší spustitelné soubory v různých aplikačních prostředích. Je využíván v těchto operačních systémech:
* Linux * Solaris * Irix * FreeBSD * NetBSD * OpenBSD * DragonFly BSD * Syllable * HP-UX * BeOS * Syllable * Haiku
Kromě již zmíněných herních konzolí je používán také v některých operačních systémech pro mobilní zařízení:
* Symbian OS 9 * Bada OS
FatELF
FatELF je rozšířením binárního formátu ELF, který umožňuje, aby spustitelný soubor obsahoval kód pro různé počítačové platformy. Kromě oddělení architektury procesoru (pořadí bajtů, velikost slova (32/64bit), instrukční sady atd. +more) je potenciální výhodou oddělení softwarových platforem (např. soubory, které podporují několik verzí ABI jádra pro stejnou platformu).