在Linux系統(tǒng)使用過程中，我們經(jīng)常會看到elf32-i386、ELF 64-bit LSB等字樣。那么究竟ELF是什么呢？

幾種常見的ELF文件

在Linux下，我們經(jīng)gcc編譯之后生成的可執(zhí)行文件屬于ELF文件：

ELF是一類文件類型，而不是特指某一后綴的文件。ELF（Executable and Linkable Format，可執(zhí)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(zhí)行文件（.out）：Executable File，包含代碼和數(shù)據(jù)，是可以直接運(yùn)行的程序。其代碼和數(shù)據(jù)都有固定的地址 （或相對于基地址的偏移 ），系統(tǒng)可根據(jù)這些地址信息把程序加載到內(nèi)存執(zhí)行。

• 可重定位文件（.o文件）：Relocatable File，包含基礎(chǔ)代碼和數(shù)據(jù)，但它的代碼及數(shù)據(jù)都沒有指定絕對地址，因此它適合于與其他目標(biāo)文件鏈接來創(chuàng)建可執(zhí)行文件或者共享目標(biāo)文件。

• 共享目標(biāo)文件（.so）：Shared Object File，也稱動(dòng)態(tài)庫文件，包含了代碼和數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是在鏈接時(shí)被鏈接器（ld）和運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接器（ld.so.l、libc.so.l、ld-linux.so.l）使用的。

ELF格式可結(jié)構(gòu)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(jié)（Section）和節(jié)頭表（Section header table）。

實(shí)際上，一個(gè)文件中不一定包含全部內(nèi)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，其余各部分的位置、大小等信息由ELF頭中的各項(xiàng)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(zhǔn)備一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接相關(guān)的demo：

文件1（main.c）：

include "test.h"

int main(void)
{
    print_hello();
    return 0;
}

文件2（test.c）：

include "test.h"

void print_hello(void) { printf("hello world\n"); }

文件3（test.h）：

ifndef __TEST_H

#define __TEST_H


#include <stdio.h>


void print_hello(void);


#endif

執(zhí)行相關(guān)命令生成相關(guān)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：

readelf <option(s)> elf-file(s)

查看可執(zhí)行文件頭部信息：

查看可執(zhí)行文件頭部信息是，我們發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)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(zhí)行文件，自相矛盾？

查了一些資料發(fā)現(xiàn)：gcc編譯默認(rèn)加了--enable-default-pie選項(xiàng)：

Position-Independent-Executable是Binutils，glibc和gcc的一個(gè)功能，能用來創(chuàng)建介于共享庫和通常可執(zhí)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(biāo)準(zhǔn)的可執(zhí)行程序需要固定的地址，并且只有被裝載到這個(gè)地址時(shí)，程序才能正確執(zhí)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(guān)，并鏈接為ELF共享對象。

引入PIE的原因是讓程序能裝載在隨機(jī)的地址，通常情況下，內(nèi)核都在固定的地址運(yùn)行，如果能改用位置無關(guān)，那攻擊者就很難借助系統(tǒng)中的可執(zhí)行碼實(shí)施攻擊了。類似緩沖區(qū)溢出之類的攻擊將無法實(shí)施。而且這種安全提升的代價(jià)很小。

也就是說，pie這是一種保護(hù)我們可執(zhí)行程序的一種手段。這里我們只是做實(shí)驗(yàn)，我們可以加-no-pie參數(shù)先把pie給關(guān)掉：

可以看到，類型終于對得上了。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(jié)）、Start of section headers（節(jié)頭的起始字節(jié)）等信息。

查看可重定位文件頭部信息：

查看共享目標(biāo)文件頭部信息：

同樣的，readelf 搭配其它參數(shù)可以查看ELF文件的其它信息：

objdump工具的使用

objdump工具用于顯示一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)文件的信息。objdump命令格式：

objdump <option(s)> <file(s)>

可執(zhí)行文件、可重定位文件與共享目標(biāo)文件都屬于目標(biāo)文件，所以都可以使用這個(gè)命令來查看一些信息。

查看可重定位文件反匯編信息：

查看可執(zhí)行文件反匯編信息：

查看共享目標(biāo)文件反匯編信息：

總結(jié)

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(shí)介紹了分析ELF文件的兩個(gè)工具。ELF文件的內(nèi)容很多，并且比較抽象，詳細(xì)分析起來是個(gè)深坑。我們大致先進(jìn)行一個(gè)簡單的了解，我現(xiàn)在還沒有這個(gè)能力或者說還沒有這個(gè)需求去學(xué)習(xí)、分析這些底層的東西，之后如果深入學(xué)習(xí)時(shí)再做另外的分享。有興趣的同學(xué)可以跟我一起學(xué)

Linux教程：http://hgci.cn/linux/

Linux微課：http://hgci.cn/minicourse/play/linuxcourse

Linux就該這么學(xué)：http://hgci.cn/linuxprobe/