Операционная система UNIX

Сегмент данных включает инициализированные данные, копируемые в память из соответствующих разделов исполняемого файла, и неинициализированные данные, которые заполняются нулями перед началом выполнения процесса. Неинициализированные данные часто называют сегментом BSS.

Формат ELF

Формат ELF имеет файлы нескольких типов, которые до сих пор мы называли по-разному, например, исполняемый файл или объектный файл. Тем не менее стандарт ELF различает следующие типы:

1. Перемещаемый файл (relocatable file), хранящий инструкции и данные, которые могут быть связаны с другими объектными файлами. Результатом такого связывания может быть исполняемый файл или разделяемый объектный файл.

2. Разделяемый объектный файл (shared object file) также содержит инструкции и данные, но может быть использован двумя способами. В первом случае, он может быть связан с другими перемещаемыми файлами и разделяемыми объектными файлами, в результате будет создан новый объектный файл. Во втором случае, при запуске программы на выполнение операционная система может динамически связать его с исполняемым файлом программы, в результате чего будет создан исполняемый образ программы. В последнем случае речь идет о разделяемых библиотеках.

3. Исполняемый файл хранит полное описание, позволяющее системе создать образ процесса. Он содержит инструкции, данные, описание необходимых разделяемых объектных файлов, а также необходимую символьную и отладочную информацию.

На рис. 2.4 приведена структура исполняемого файла, с помощью которого операционная система может создать образ программы и запустить программу на выполнение.

Рис. 2.4. Структура исполняемого файла в формате ELF

Заголовок имеет фиксированное расположение в файле. Остальные компоненты размещаются в соответствии с информацией, хранящейся в заголовке. Таким образом заголовок содержит общее описание структуры файла, расположение отдельных компонентов и их размеры.

Поскольку заголовок ELF-файла определяет его структуру, рассмотрим его более подробно (табл. 2.4).

Таблица 2.3. Поля заголовка ELF-файла

Поле	Описание
е_ident[]	Массив байт, каждый из которых определяет некоторую общую характеристику файла: формат файла (ELF), номер версии, архитектуру системы (32-разрядная или 64-разрядная) и т.д.
e_type	Тип файла, поскольку формат ELF поддерживает несколько типов
e_machine	Архитектура аппаратной платформы, для которой создан данный файл. В табл. 2.4 приведены возможные значения этого поля
e_version	Номер версии ELF-формата. Обычно определяется как EV_CURRENC (текущая), что означает последнюю версию
e_entry	Виртуальный адрес, по которому системой будет передано управление после загрузки программы (точка входа)
e_phoff	Расположение (смещение от начала файла) таблицы заголовков программы
е_shoff	Расположение таблицы заголовков секций
е_ehsize	Размер заголовка
e_phentsize	Размер каждого заголовка программы
e_phnum	Число заголовков программы
e_shentsize	Размер каждого заголовка сегмента (секции)
е_shnum	Число заголовков сегментов (секций)
e_shstrndx	Расположение сегмента, содержащего таблицу строк

Таблица 2.4. Значения поля e_machine заголовка ELF-файла

Значение	Аппаратная платформа
ЕМ_М32	AT&T WE 32100
ЕМ_SPARC	Sun SPARC
ЕМ_386	Intel 80386
ЕМ_68K	Motorola 68000
EM_88K	Motorola 88000
ЕМ_486	Intel 80486
ЕМ_860	Intel i860
ЕМ_MIPS	MIPS RS3000 Big-Endian
EM_MIPS_RS3_LE	MIPS RS3000 Little-Endian
EM_RS6000	RS6000
EM_PA_RISC	PA-RISC
EM_nCUBE	nCUBE
EM_VPP500	Fujitsu VPP500
EM_SPARC32PLUS	Sun SPARC 32+