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可执行与可链接格式

可执行与可链接格式（英语：Executable and Linkable Format，缩写 ELF，此前的写法是Extensible Linking Format），常被称为ELF格式，在计算中，是一种用于可执行文件、目标代码、共享库和核心转储（core dump）的标准文件格式。首次发布于一个名为System V Release 4（SVR4）的Unix操作系统版本中关于应用二进制接口（ABI）的规范中，并且此后不久发布于工具接口标准（Tool Interface Standard）[1]，随后很快被不同Unix发行商所接受。1999年，这种格式被86open项目选为x86架构处理器上的Unix和类 Unix系统的标准二进制文件格式。

ELF
扩展名
无扩展名, .o, .so, .elf, .prx, .axf, .bin, .puff, .ko, .mod
开发者Unix系统实验室
格式类型二进制文件、可执行文件、目标代码、共享库、核心转储
作为容器多种二进制可执行文件格式
ELF文件有两种索引：程序标头中记载了运行时所需的“段”，而段首地址表记载了二进制文件中“段”的首地址

按照设计，ELF格式灵活性高、可扩展，并且跨平台。比如它支持不同的字节序和地址范围，所以它不会不兼容某一特别的CPU或指令架构。这也使得ELF格式能够被运行于众多不同平台的各种操作系统所广泛采纳。

文件格式

每个 ELF 文件都由一个 ELF 首部和紧跟其后的文件数据部分组成。数据部分可以包含：

  • 程序头表（Program header table）：描述 0 个或多个内存段资讯。
  • 分段头表（Section header table）：描述 0 段或多段链接与重定位需要的数据。
  • 程序头表与分段头表引用的数据，比如 .text .data。
 
ELF 文件结构

内存段中包含了用于某个 ELF 文件运行时执行所需的资讯，而片段中包含了用于链接和重定位的重要数据。整个文件中的任何一个字节至多只能属于一个片段，也就是说可能存在不属于任何片段的孤立字节。

00000000 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |.ELF............|

00000010 02 00 3e 00 01 00 00 00 c5 48 40 00 00 00 00 00 |..>......H@.....|

ELF 文件首部的 16 进制内容举例

技术规范

  • 通用：
    • System V Application Binary Interface[2] 4.1版​（1997年3月18日）
    • System V ABI Update[3]​（2009年10月）
  • AMD64：
    • System V ABI, AMD64 Supplement[4]
  • Arm:
    • ELF for the ARM Architecture[5]
  • IA-32：
    • System V ABI, Intel386 Architecture Processor Supplement[6]
  • IA-64：
    • Itanium Software Conventions and Runtime Guide[7]​（2000年9月）
  • M32R：
    • M32R ELF ABI Supplement[8] 1.2版​（2004年8月26日）
  • MIPS：
    • System V ABI, MIPS RISC Processor Supplement[9]
    • MIPS EABI documentation[10]​（2003年6月11日）
  • Motorola 6800：
    • Motorola 8- and 16- bit Embedded ABI[11]
  • PA-RISC：
    • ELF Supplement for PA-RISC[12] 1.43版​（1997年10月6日）
  • PowerPC：
    • System V ABI, PPC Supplement[13]
    • PowerPC Embedded Application Binary Interface[14] 32-Bit Implementation​（1995年10月1日）
    • 64-bit PowerPC ELF Application Binary Interface Supplement[15] 1.9版​（2004年）
  • RISC-V：
    • RISC-V ELF Specification[16]
  • SPARC：
    • System V ABI, SPARC Supplement[17]
  • S/390：
    • S/390 32bit ELF ABI Supplement[18]
  • zSeries：
    • zSeries 64bit ELF ABI Supplement[19]
  • Symbian OS 9：
    • E32Image file format on Symbian OS 9[20]

Linux标准规范（LSB）增修了上述一些规格中所指定的架构中相关的部分。[21]例如关于System V ABI、AMD64 Supplement的案例。[22][23]

工具

  • GNU Binutils 是用来处理许多格式的目标文件(包括elf文件)一整套的编程语言工具程序，包括readelf，objdump，objcopy, nm, strings, strip, as, ar。
  • readelf显示elf文件
  • objdump显示elf和object格式文件，解码elf文件中高级语言语句所对应的机器语言语句段落，汇编语言语句段落。
  • nm显示elf文件中变量名和地址

引用

  1. ^ Tool Interface Standard (TIS) Executable and Linking FOrmat (ELF) SpecificationVersion 1.2 (May 1995)
  2. ^ System V Application Binary Interface （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. ^ System V ABI Update （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  4. ^ System V ABI, AMD64 Supplement
  5. ^ ELF for the ARM Architecture
  6. ^ System V ABI, Intel386 Architecture Processor Supplement （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  7. ^ Itanium Software Conventions and Runtime Guide （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  8. ^ M32R ELF ABI Supplement （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  9. ^ System V ABI, MIPS RISC Processor Supplement （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  10. ^ MIPS EABI documentation （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  11. ^ Motorola 8- and 16- bit Embedded ABI （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  12. ^ ELF Supplement for PA-RISC
  13. ^ System V ABI, PPC Supplement
  14. ^ PowerPC Embedded Application Binary Interface
  15. ^ 64-bit PowerPC ELF Application Binary Interface Supplement （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  16. ^ RISC-V ELF Specification （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  17. ^ System V ABI, SPARC Supplement
  18. ^ S/390 32bit ELF ABI Supplement
  19. ^ zSeries 64bit ELF ABI Supplement
  20. ^ E32Image file format on Symbian OS 9
  21. ^ LSB Referenced Specifications. linuxfoundation.org. [27 April 2015]. （原始内容存档于2019-07-07）. 
  22. ^ Executable and Linking Format (ELF). linuxfoundation.org. [27 April 2015]. （原始内容存档于2021-12-01）. 
  23. ^ Introduction. linuxfoundation.org. [27 April 2015]. （原始内容存档于2022-03-24）. 
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