Executable and Linkable Format

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Executable and Linkable Format (zkratka ELF) je v informatice standardní souborový formát pro uložení spustitelných souborů, linkovatelných objektů, dynamických (sdílených) knihovenladících 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 PortablePlayStation 3). Formát byl původně vyvinut v Unix System Laboratories pro operační systém UNIX System V.

Nasazení[editovat | editovat zdroj]

ELF nahradil formáty spustitelných souborů jako jsou a.out, 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[editovat | editovat zdroj]

Soubor ELF vždy obsahuje hlavičku, která může být následována segmenty a sekcemi. Segmenty obsahují informace nutné pro běh programového kódu. Jsou mapovány operačním systémem UN*X do virtuálního adresového prostoru pomocí systémového volání mmap(2) [1]. Sekce obsahují informace pro linker (spojování) a relokaci (přepočet adresy) objektů, které jsou umístěny v operační paměti počítače.

Typy souborů[editovat | editovat zdroj]

  • spustitelný soubor (ET_EXEC) – musí obsahovat segmenty [1]
  • objektový soubor (ET_REL, *.o) – musí obsahovat sekce, odkazuje na další objektové soubory [1]
  • dynamické knihovny (ET_DYN, *.so) – musí obsahovat segmenty i sekce, odkazuje na další objektové nebo spustitelné soubory [1]
  • soubor s výpisem ladících informací (ET_CORE) – neobsahuje segmenty ani sekce [1], generován při fatální chybě a selhání programu

Struktura[editovat | editovat zdroj]

  • 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[editovat | editovat zdroj]

Atribut Význam
e_ident identifikace ELF (magic number), typ architektury, verze ABI,...[1]
e_type typ objektového souboru [1]
e_machine cílová architektura [1]
e_version verze objektového souboru [2]
e_entry virtuální adresa vstupního bodu programu [1]
e_phoff ukazatel na pozici tabulky programů v souboru [1]
e_shoff ukazatel na pozici tabulky sekcí v souboru [1]
e_flags procesorové příznaky [1]
e_ehsize velikost ELF hlavičky (v bajtech) [1]
e_phentsize velikost záznamu v tabulce programů (v bajtech) [1]
e_phnum počet záznamů v tabulce programů [1]
e_shentsize velikost záznamu v tabulce sekcí (v bajtech) [1]
e_shnum počet záznamů v tabulce sekcí [1]
e_shstrndx odkaz na tabulku řetězců [1]

Hlavička tabulky programů[editovat | editovat zdroj]

Atribut Význam
p_type typ segmentu [1]
p_offset pozice 1. bajtu segmentu od počátku souboru [2]
p_vaddr virtuální adresa 1. bajtu segmentu v operační paměti [2]
p_paddr fyzická adresa uložení segmentu v operační paměti [1]
p_filesz délka segmentu v souboru (v bajtech) [2]
p_memsz velikost paměti pro daný segment (v bajtech) [2]
p_flags příznaky daného segmentu [2]
p_align zarovnání segmentu v operační paměti a v rámci souboru [2]
Typy segmentů
Atribut Hodnota Popis
PT_NULL 0 [nevyužito] [1]
PT_LOAD 1 označuje segment, který bude nahrán do operační paměti [2]
PT_DYNAMIC 2 informace pro zavaděč [2]
PT_INTERP 3 cesta k iterpretu programu ELF [1][2]
PT_NOTE 4 pomocné informace o programu (požadavky na OS/ABI, min. verzi jádra,...) [1][2]
PT_SHLIB 5 [rezervováno] [2]
PT_PHDR 6 pozice a velikost tabulky programů [2]

Nástroje[editovat | editovat zdroj]

  • 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[editovat | editovat zdroj]

Formát ELF nahradil některé starší spustitelné soubory v různých aplikačních prostředích. Je využíván v těchto operačních systémech:

Kromě již zmíněných herních konzolí je používán také v některých operačních systémech pro mobilní zařízení:

FatELF[editovat | editovat zdroj]

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.) je potenciální výhodou oddělení softwarových platforem (např. soubory, které podporují několik verzí ABI jádra pro stejnou platformu).

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w POLÁČEK, Marek. Introduction to ELF [online prezentace]. Brno, 2012 [cit. 2014-04-08]. Dostupné online.
  2. a b c d e f g h i j k l m TOOL INTERFACE STANDARD (TIS). Executable and Linking Format (ELF) Specification [online]. Version 1.2. May 1995 [cit. 2014-04-08]. Dostupné online.

Související články[editovat | editovat zdroj]