ELF（Executable and Linking Format）格式教學文件, #3: 第一個範例：loader v0.1（讀 ELF 檔頭）

jollen 發表於 November 24, 2006 12:06 AM

ELF 的第一個範例：loader v0.1

ELF header 儲存執行檔的重要資訊，我們必須先知道如何讀取 ELF 檔案的檔頭資訊（header），才能處理個別節區（section）。在 GNU/Linux 系統下，程式可以直接引用 elf.h 標頭檔。完整的程式範例 loader-0.1.c 列表如下。

/*
 * Copyright (C) 2003 www.jollen.org
 *
 * ELF programming. ver 0.1
 *
 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <elf.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

void parse_machine(Elf32_Half machine)
{
   printf("Machine:	");
   switch (machine) {
      case EM_NONE: printf("No machine\n"); break;
      case EM_M32: printf("AT&T WE 32100\n"); break;
      case EM_SPARC: printf("SPARC\n"); break;
      case EM_386: printf("Intel 80386\n"); break;
      case EM_68K: printf("Motorola 68000\n"); break;
      case EM_88K: printf("Motorola 88000\n"); break;
      case EM_860: printf("Intel 80860\n"); break;
      case EM_MIPS: printf("MIPS RS3000 Big-Endian\n"); break;
       
      default: printf("Unknow\n");
   }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
   int fd;
   Elf32_Ehdr f_header;

   if (argc != 2) {
      printf("Usage:	loader [filename]\n");
      return -1;
   }

   fd = open(argv[1], S_IRUSR);
   if (fd < 0) {
      printf("\nfile open error\n");
      return -1;
   }

   /* Read ELF Header */
   read(fd, &f_header, sizeof(Elf32_Ehdr));

   /* Parse header information */
   parse_machine(f_header.e_machine);
}

範例說明

程式 loader-0.1.c 首先宣告變數 f_header 用存放所讀取的檔頭資料：

Elf32_Ehdr f_header;

Elf32_Ehdr 的宣告在 elf.h 裡，這個 data type 是 SysV ABI 裡的 ELF object files 檔頭的標準資料結構。讀者的方式如同傳統的 C 語言一般，只要利用低階 I/O 函數將檔頭的部份讀出即可：

read(fd, &f_header, sizeof(Elf32_Ehdr));

目前我們只讀取 ELF header 的部份。ELF header 裡存放許多重要的 object file 資訊，其中一項為 e_machine 成員，因此程式接著來判斷此欄位的內容，並且列印出 object file 所支援的硬體平臺名稱。

在 parse_machine() 裡頭，我們判斷 e_machine 欄位的值，並且列印出相對應的硬體平臺名稱，例如：若 e_mahcine 的值為 EM_386，則印出 "Intel 80386" 字串。EM_386 與其它相關的常數都定義在 SysV ABI 標準裡，可在 elf.h 裡看到。這部份就留給大家當功課了。

執行結果

先將上面的程式碼 copy 下來存成 loader-0.1.c 後編譯成執行檔：

$ gcc -o loader-0.1 loader-0.1.c

接著再用 loader-0.1 來分析 ELF object file：

# ./loader-0.1 /bin/vi
Machine:        Intel 80386

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