与杰伦结缘是在04年的夏天,豹哥都是在给我们介绍嵌入式开发中的input文件

三菱(三菱)号:  读思有礼

  大家好,我是豹哥,猎豹的豹,犀利哥的哥。后日豹哥给大家讲的是嵌入式开发里的executable文件(elf)

D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\main.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\reset.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\startup.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\startup_MKL25Z4.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\system_MKL25Z4.o
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\task.o -o

     
 前些天,我打开新浪,杰伦废除两场日本东京篮训练场演唱会让路足协上了热搜,那天也是杰伦专辑《2月的高仕》发行12周年回顾,心底最初的感怀又四回被感动,我想,是时候写了。

2.1.1 GNU工具集(binutils)

  GNU是“GNU’s Not
Unix”的递归缩写,又称作GNU布置,很多盛名的开源软件及工具都是GNU开发的(比如有名的C语言编译器GCC)。binutils是GNU一种类binary小工具的会聚,大家从上边的链接里找到官方binutils包。

主页:http://www.gnu.org/software/binutils/
仓库:git://sourceware.org/git/binutils-gdb.git
下载:http://ftp.gnu.org/gnu/binutils/
文档:https://sourceware.org/binutils/docs-2.29/binutils/index.html

  可是拔取上述包里的readelf会有一个题材,上述工具是在Linux系统下利用的,而大家平日做ARM
Cortex-M开发很多都是在windows平台下,那么怎么在windows下采纳readelf工具呢?别急,cygwin给了咱们辅助。

一、解析object文件

  task.o文件大小有11683bytes,而从源文件里看其仅包涵4个变量和3个函数,可知更加多的数目是记录性数据。

人的一生一世,有一个偶像挺好的,杰伦成为自我的偶像,我认为是自家所有青春岁月里,一件最大的乐事。
      ——for.everH

番外一、几个elf转换image工具

  在明日的番外篇里,豹哥给大家顺便介绍四款专业的elf文件转换成image文件的工具。


   
写了这么久,早想写杰伦,却迟迟不敢动笔,只因他是自我青春记念里最美好的留存,我不想写烂。

工具2:IAR工具ielftool.exe

位置:\IAR Systems\Embedded Workbench xxx\arm\bin\ielftool.exe
用法:
      ielftool.exe --bin  demo.elf demo.bin
      ielftool.exe --ihex demo.elf demo.hex
      ielftool.exe --srec demo.elf demo.s19

  至此,嵌入式开发里的executable文件(elf)文件豹哥便介绍已毕了,掌声在哪儿~~~

     
与杰伦结缘是在04年的春季,那年,整个高校的气氛里,似乎都是冬天的味道,至今自己还能清晰地想起起当时的感觉到。在两次和一个情人偶然聊天中,我精通了一个叫周杰伦(英文名:zhōu jié lún)的歌者发行了新专辑,那时刚学会上网,对任何充满惊异,在互联网上一搜,带上耳机试听了Mv,从此一发不可收拾,当时那首mv正是以杰伦新专辑命名的《七里香》,有人说那首歌顶多是流行曲,但于自己而言,它有一种特有的意思,那是自己任何15岁的年青纪念,纯真,躁动与不安都藏在内部。

2.3 elf文件layout

  经过上一节对demo.elf里相继header的分析,此时大家便得以粗略地画出elf文件layout。

File offset Data content Data size in bytes
0x00000000 ELF file header 52
0x00000034 Image binary (Section4-A0 rw, .intvec中断向量表) 0x40
0x00000074 Image binary (Section5-P1 ro, readonly section(.text, .rodata…)) 0x484
0x000004F8 Section8-20 (包含各种辅助调试和系统段.debug_xx, .iar.xx) 0x5E3E
0x00006336 NULL 0x2
0x00006338 Section1-.shstrtab字符串表 0xE6
0x00006420 Section2-.strtab字符串信息 0xB7C
0x00006F9C Section3-.symtab符号信息 0xC60
0x00007BFC ELF Program header 0x20
0x00007C1C ELF Section headers (0 – 20) 21 * 40

  前三节课里,豹哥都是在给大家介绍嵌入式开发中的input文件。从明天这节课起初,豹哥就陆续为大家讲output文件。上一节课project文件里讲说到project文件是一个承接的文件,明日豹哥就为大家讲project生成的第一类output文件:relocatable文件。

   
 长大成年后,我也喜爱华晨宇先生林俊杰田馥甄的歌,但杰伦的歌于自家而言是无可取代,《以父之名》《园游会》《止战之殇》《藏青色羽绒服》那一个歌曲简不难单,但随便多少年过去,不论我走到何地,音乐只要响起前奏,我心目标那根弦仍旧轻易就能被打动。

二、关于library文件

  本质上library文件跟object文件是一律的,都是未经链接器链接的文书。library文件的运用场景是,在部分异样场所,你不想把您的C源代码开放给人家阅读和随机修改,可是你又须要分享您的代码给外人使用,怎么解决那些标题?library文件就是缓解那么些难点的,可以凭借编译器的抉择(IAR下是Options->General
Options->Output->Output
file里甄选Library(默许是executable)),那么添加进整个工程的所有源文件会被汇编封装成一个.a文件(即library文件),那时候你只须要将该.a文件以及配套API头文件分享给别人即可。别人只需求丰裕你的.a文件以及配套.h文件进他自己的工程,便可径直调用你的API。

  至此,嵌入式开发里的relocatable文件(object,
library)文件豹哥便介绍达成了,掌声在哪个地方~~~

   
爱屋及乌,很快我就询问到在杰伦发行那张专辑从前,《JAY》《八度空间》《范特西》《叶惠美》都是经典,当年或者磁带的时代,其中《芝加哥小铁匠》《梯田》《半岛铁盒》永远是本身复读机里无限循环的曲目,从伯伯曾外祖父曾祖母战争环保到功夫,天马行空的作词,创意形成的曲风,融合着海岛式、中东式、死嗓、美声唱法、西路河北梆子唱法、rap、b-box等多种唱风,突破了言语、唱法的各样限制,激发出特殊的音乐层次,每几回去听,对本人的耳朵来说,都有一种崭新的极具震撼的意义,杰伦的歌融入中西方三种因素,却不曾觉矫揉、花哨,小小的自身并不懂音乐,竟也会多如牛毛次惊讶于江湖能有那般怪异的音乐,那该是什么样的天才!当时对杰伦的钦佩已经不可能用疯狂形容,我照旧觉得凡是能和杰伦搭边的,喜欢杰伦的人都是那世上最美好的人,我一定会和他有聊不完的共同话题,灵魂相通,就像是此,我的初恋也因此伊始。

工具1:GNU工具objcopy

位置:C:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-objcopy.exe
用法:
      objcopy.exe -O binary -S demo.elf demo.bin
      objcopy.exe -O srec   -S demo.elf demo.s19

备注:一说需用arm-linux-objcopy,待验证

1.2 获得section header

c:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -S task.o
There are 85 section headers, starting at offset 0x205b:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 000034 000000 00      0   0  0
  [ 1] .shstrtab         STRTAB          00000000 000034 0001eb 00      0   0  0
  [ 2] .symtab           SYMTAB          00000000 00021f 000350 10      3  45  0
  [ 3] .strtab           STRTAB          00000000 00056f 000248 00      0   0  0
  [ 8] .bss              NOBITS          00000000 000e1c 000004 00  WA  0   0  4
  [ 9] .noinit           NOBITS          00000000 000e1c 000004 00  WA  0   0  4
  [10] .data             PROGBITS        00000000 000e1c 000004 00  WA  0   0  4
  [11] .bss              NOBITS          00000000 000e20 000010 00  WA  0   0  4
  [12] .text             PROGBITS        00000000 000e20 000058 00  AX  0   0  4
  [13] .textrw           PROGBITS        00000000 000e78 000010 00 WAX  0   0  4
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),
  L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),
  C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),
  y (purecode), p (processor specific)

  分析section header可见该task.o里的各样常见section(.bss, .noinit,
.data, .text,
.textrw)的大大小小,各类段的意义详见第三节课linker文件

   
 后来的专辑《摩羯座》《跨时代》等,有人说,杰伦变了,新专辑曲风已经不能够符合他们的档次,我也曾为此不明了很久,二零一九年本身却一下想通了,可能是我实在长大了、思想也成熟了有些。我想对每一个一度喜欢杰伦的歌迷说,每个人都在变,杰伦也不容许直接是可怜耍着双截棍唱着不难爱的马大哈少年,少年到父辈的转型不适于,很可能是我们内在的冲突,大家不肯像时间和解,我们认定自己还一向不长大,而杰伦已经成长,曲风暴发改变在所难免。不论怎么样,我都认定,杰伦用心做音乐的姿态并从未变,杰伦的歌也承载了80年代90年代许多人的青春记念,他带给大家的震撼永远不变。

  仔细看过豹哥此前课程的朋友一定晓得,豹哥在第一节课relocatable文件里介绍的object文件在格式上其实跟本文要讲的elf文件是看似的,它们都属于ELF文件分支。只不是relocatable文件只是高中级过渡文件,而本文要讲的elf却是标准的output文件,那个文件大概涵盖了工程的兼具音信,有了那几个文件大家既可以在线调试工程,也可以将elf文件转换成image文件,直接下载image文件数据进芯片中脱机运行。明日豹哥就为大家仔细分析elf文件。

1.1 获得file header

c:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -h task.o
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
  Class:                             ELF32
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              REL (Relocatable file)
  Machine:                           ARM
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x0
  Start of program headers:          0 (bytes into file)
  Start of section headers:          8283 (bytes into file)
  Flags:                             0x5000000, Version5 EABI
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           32 (bytes)
  Number of program headers:         0
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         85
  Section header string table index: 1

  分析file header可见task.o是REL类型ELF文件,其一共包括85个section
header,没有program header。

人的平生,有一个偶像挺好的,杰伦成为自我的偶像,我以为是本人总体青春岁月里,一件最大的乐事。

  第四、五节课里,豹哥已经给大家介绍了2种output文件,本文继续给大家讲project生成的另一种output文件-executable文件,也是特意重大的output文件。

1.3 获得symbol list

c:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -s task.o

Symbol table '.symtab' contains 53 entries:
   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     3: 00000000    16 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   11 s_array
     4: 00000000     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    8 s_variable0
     5: 00000000     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   10 s_variable2
    45: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __aeabi_memcpy
    46: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __aeabi_memset
    47: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND free
    48: 00000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND malloc
    49: 0000000f    60 FUNC    GLOBAL DEFAULT   12 heap_task
    50: 00000000     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    9 n_variable1
    51: 00000001    14 FUNC    GLOBAL DEFAULT   12 normal_task
    52: 00000001    16 FUNC    GLOBAL DEFAULT   13 ram_task

  分析symbol
list可见我们在task.c里定义的函数和全局变量的消息,其中Value阐明的是各symbol对象(函数/全局变量)在存储器中的分配地址,由于object文件并不曾经过链接,所以那边地址音讯是无用的(待分配的)。翻看到第六节课executable文件里2.2.4一节,便可观看这一个symbol对象Value的值开头变得真实有效了。那就表明了怎么object文件是relocatable的。

     
杰伦的演唱会,应该是自家最大的缺憾,就好像总有各类原因,学生时代不敢花老人的钱去看,工作后又借口说没时间,二〇一七年好不便于下定了决定,却被一个视频打了退堂鼓,摄像上说一个人花了几千找黄牛买到票,结果在后排连杰伦的一句原唱都没听清,却间接忍受旁边一个失恋的兄弟边哭边大声唱《说好的美满吧》,现在思想,那又何以,我不怕只买到最终一排,我高度近视也从不提到,只是去感受一下现场就好了(我会带上望远镜的),不论他唱什么,我只要听就好了……有生之年,我自然要去看一场杰伦演唱会,再不疯狂,我们和杰伦就着实都老了!

2.1.2 cygwin(windows下使用GNU)

  Cygwin是一个在windows平台上运行的类UNIX模拟条件,是cygnus
solutions集团(已被Redhat收购)开发的自由软件。它对于学习UNIX/Linux操作环境,或者从UNIX到Windows的应用程序移植,尤其是选择GNU工具集在Windows上举行嵌入式系统开发,相当实惠。

// 下载链接
Installer:http://cygwin.com/install.html
Package:  https://cygwin.com/packages/package_list.html
// 相关包(根据平台选择)
binutils                - GNU assembler, linker, and similar utilities
cygwin32-binutils       - Binutils for Cygwin 32bit toolchain
mingw64-x86_64-binutils - Binutils for MinGW-w64 Win64 toolchain 
mingw64-i686-binutils   - Binutils for MinGW-w64 Win32 toolchain

  下载安装好cygwin包后,便可在安装目录下\cygwin64\bin\找到x86_64-w64-mingw32-readelf.exe工具(豹哥接纳的是mingw64-x86_64-binutils包)。

  文件涉及:source文件

     
很懊丧,大学那年冬天,我人生中首先次婚恋未果了,恰逢杰伦第6张专辑《4月肖邦》推出,主打歌《夜曲》,《头文字D》焦点曲《一路往南》是它伴随自己度过最痛楚的小日子,每每听着它,撕心裂肺地哭过后,我想,至少,我还有杰伦的歌曲。

一、elf文件基础

  ELF全称Executable and Linkable
Format,可实施连接格式,ELF格式的文本最早用于存储Linux程序,后衍生和变化到ARM系统上存储ARM程序。ELF文件(目标文件)格式紧要二种:

  • 可重定向文件:用来和其他的靶子文件一起来成立一个可执行文件或者共享目标文件(也称object文件或者静态库文件,常常后缀为.o和.a的文件)。那个文件是用以编译和链接阶段。
  • 可执行文件:用于转移应用image,载入存储器执行(后缀常常为.out或者.elf)。这几个文件是用以加载执行等级。
  • 共享目的文件:用于和别的共享目的文件或者object文件一起生成可执行文件,或者和可执行文件一起创制应用image。(也称共享库文件,后缀为.so的文书)。这几个文件既可用来编译和链接阶段,也可用以加载执行等级。

  大家在ARM开发中更加多接触的是前三种格式,第一种格式前面连串小说relocatable文件现已介绍过,本文的顶梁柱是第三种格式-可执行文件。不管是哪个种类格式的ELF文件,其都可能含有如下二种基本索引表:

  • file header:一般在文件的伊始,描述了ELF文件的一体化协会意况。
  • program
    header
    :告诉系统怎么着创制image,可执行文件必须具有program
    header,而可重定向文件则不要求。
  • section
    header
    :包涵了描述文件section的新闻,每个section都有一个header,每一个header给出诸如section名称、section大小等音讯。可重定向文件必须含有section
    header。

  既然知道了存在三种索引表,那么表的构造定义在哪儿呢?github上的linux仓库里有切实定义,在elf.h头文件里。

Linux仓库:https://github.com/torvalds/linux.git
elf.h路径:\linux\include\uapi\linux\elf.h

  打开elf.h文件便可找到多个表的原型定义,鉴于近年来的ARM
Cortex-M都是32bit,所以那里仅列出32bit下的表的原型:Elf32_Ehdr、Elf32_Phdr、Elf32_Shdr。

// file header
#define EI_NIDENT    16
typedef struct elf32_hdr{
  unsigned char e_ident[EI_NIDENT];     /* Magic number and other info */
  Elf32_Half    e_type;                 /* Object file type */  
  Elf32_Half    e_machine;              /* Architecture */  
  Elf32_Word    e_version;              /* Object file version */  
  Elf32_Addr    e_entry;                /* Entry point virtual address */  
  Elf32_Off     e_phoff;                /* Program header table file offset */  
  Elf32_Off     e_shoff;                /* Section header table file offset */  
  Elf32_Word    e_flags;                /* Processor-specific flags */  
  Elf32_Half    e_ehsize;               /* ELF header size in bytes */  
  Elf32_Half    e_phentsize;            /* Program header table entry size */  
  Elf32_Half    e_phnum;                /* Program header table entry count */  
  Elf32_Half    e_shentsize;            /* Section header table entry size */  
  Elf32_Half    e_shnum;                /* Section header table entry count */  
  Elf32_Half    e_shstrndx;             /* Section header string table index */ 
} Elf32_Ehdr;

// program header
typedef struct elf32_phdr{
  Elf32_Word    p_type;           /* Segment type */
  Elf32_Off     p_offset;         /* Segment file offset */
  Elf32_Addr    p_vaddr;          /* Segment virtual address */
  Elf32_Addr    p_paddr;          /* Segment physical address */
  Elf32_Word    p_filesz;         /* Segment size in file */
  Elf32_Word    p_memsz;          /* Segment size in memory */
  Elf32_Word    p_flags;          /* Segment flags */
  Elf32_Word    p_align;          /* Segment alignment, file & memory */
} Elf32_Phdr;

// section header
typedef struct elf32_shdr {
  Elf32_Word    sh_name;          /* Section name, index in string tbl */
  Elf32_Word    sh_type;          /* Type of section */
  Elf32_Word    sh_flags;         /* Miscellaneous section attributes */
  Elf32_Addr    sh_addr;          /* Section virtual addr at execution */
  Elf32_Off     sh_offset;        /* Section file offset */
  Elf32_Word    sh_size;          /* Size of section in bytes */
  Elf32_Word    sh_link;          /* Index of another section */
  Elf32_Word    sh_info;          /* Additional section information */
  Elf32_Word    sh_addralign;     /* Section alignment */
  Elf32_Word    sh_entsize;       /* Entry size if section holds table */
} Elf32_Shdr;

  大家好,我是豹哥,猎豹的豹,犀利哥的哥。先天豹哥给我们讲的是嵌入式开发里的relocatable文件(object,
library)

2.2.4 获得symbol list
c:cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -s demo.elf

Symbol table '.symtab' contains 198 entries:
   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
    74: 10002018    16 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    7 s_array
    75: 10002014     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    7 s_variable0
    76: 10002010     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    7 s_variable2
   135: 00000000     0 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    4 __vector_table
   140: 00000041     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 Reset_Handler
   141: 00000098     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    5 s_constant
   142: 000000ad    32 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 main
   143: 000000cd    14 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 normal_task
   144: 000000db    60 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 heap_task
   155: 0000034d    84 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 init_data_bss
   156: 000003a1    18 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 init_interrupts
   157: 000003dd    12 FUNC    GLOBAL DEFAULT    5 SystemInit
   186: 10002001    16 FUNC    GLOBAL DEFAULT    7 ram_task
   191: 10002034     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    7 n_variable1

  通过readelf -s命令可以获取symbol
list解析后的新闻。可以观察有广大个symbol,豹哥在此地仅列出利用工程里自定义的函数和变量,从symbol表里大家可以得知函数/变量在存储器中现实分配地址和尺寸,那对于我们越来越分析和调试应用是有扶持的。

  relocatable文件,即可重定向文件,那个文件是由编译器汇编源文件(.c/.s)而成的。直接生成的重定向文件叫object
file,经过包装的重定向文件称为library
file。可重定向文件属于ELF文件的分支,关于ELF文件的事无巨细表明可知第六节课executable文件
  本文主演object file和library
file,仅是一个当中的衔接文件,其本身也无法被ARM间接实施,需经过第二步转换,即链接,所以那八个公文都是链接器的输入文件。让我们来不难解析一下那多个文本。在开班分析以前我们先回到上一节课project文件的尾声成立的demo工程上,编译那么些demo工程得以赢得如下.o文件,这一个文件全是object文件,每一个源文件都对应一个object文件,本文以task.o为例讲解relocatable文件。

2.2.3 获得section header
c:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -S demo.elf
There are 21 section headers, starting at offset 0x7c1c:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 006338 000000 00      0   0  4
  [ 1] .shstrtab         STRTAB          00000000 006338 0000e6 00      0   0  4
  [ 2] .strtab           STRTAB          00000000 006420 000b7c 00      0   0  4
  [ 3] .symtab           SYMTAB          00000000 006f9c 000c60 10      2 135  4
  [ 4] A0 rw             PROGBITS        00000000 000034 000040 01  AX  0   0 256
  [ 5] P1 ro             PROGBITS        00000040 000074 000484 01  AX  0   0  4
  [ 6] P3 ui             NOBITS          10000000 0004f8 002000 01  WA  0   0  8
  [ 7] P2 rw             NOBITS          10002000 0004f8 000438 01  WA  0   0  8
  [ 8] .debug_abbrev     PROGBITS        00000000 0004f8 0002c6 01      0   0  0
  [ 9] .debug_aranges    PROGBITS        00000000 0007c0 00016c 01      0   0  0
  [10] .debug_frame      PROGBITS        00000000 00092c 00057c 01      0   0  0
  [11] .debug_info       PROGBITS        00000000 000ea8 000e2e 01      0   0  0
  [12] .debug_line       PROGBITS        00000000 001cd8 000dcb 01      0   0  0
  [13] .debug_loc        PROGBITS        00000000 002aa4 00024c 01      0   0  0
  [14] .debug_macinfo    PROGBITS        00000000 002cf0 00011e 01      0   0  0
  [15] .debug_pubnames   PROGBITS        00000000 002e10 00012a 01      0   0  0
  [16] .iar.debug_frame  PROGBITS        00000000 002f3c 00007e 01      0   0  0
  [17] .iar.debug_line   PROGBITS        00000000 002fbc 000367 01      0   0  0
  [18] .comment          PROGBITS        00000000 003324 002fa2 01      0   0  0
  [19] .iar.rtmodel      PROGBITS        00000000 0062c8 000047 01      0   0  0
  [20] .ARM.attributes   ARM_ATTRIBUTES  00000000 006310 000026 01      0   0  0
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),
  L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),
  C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),
  y (purecode), p (processor specific)

  再来分析section header,通过readelf -S命令可以赢得section
header解析后的新闻。可以看来有好多少个section,其中最根本的4个section是A0(readonly
vector), P1(readonly code,data), P2(readwrite data, heap),
P3(STACK)。具体分析,各位朋友自己尝试看。

2.2.1 获得file header
C:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -h demo.elf
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
  Class:                             ELF32
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              EXEC (Executable file)
  Machine:                           ARM
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x41
  Start of program headers:          31740 (bytes into file)
  Start of section headers:          31772 (bytes into file)
  Flags:                             0x5000000, Version5 EABI
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           32 (bytes)
  Number of program headers:         1
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         21
  Section header string table index: 1

  第一步首先分析file header,后面介绍里说过file
header是身处文件最前头的。通过readelf -h命令可以收获file
header解析后的信息。让大家来对待一下,使用HexEditor直接打开demo.elf可得到如下数据,仅取前52bytes(0x34)数据,因为Elf32_Ehdr大小就是52bytes:

offset(h)
00000000: 7F 45 4C 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000010: 02 00 28 00 01 00 00 00 41 00 00 00 FC 7B 00 00
00000020: 1C 7C 00 00 00 00 00 05 34 00 20 00 01 00 28 00
00000030: 15 00 01 00 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

  可以观望前16byte是e_ident[16],与分析后的Magic是一模一样的;再来验证prgram
header偏移e_phoff=0x00007BFC,数量e_phnum=0x0001,大小e_phentsize=0x0020,也是与分析后的音信非常的;余下可自行对照。

2.2.2 获得program header
C:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe -l demo.elf

Elf file type is EXEC (Executable file)
Entry point 0x41
There are 1 program headers, starting at offset 31740

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
  LOAD           0x000034 0x00000000 0x00000000 0x004c4 0x004c4 R E 0x100

 Section to Segment mapping:
  Segment Sections...
   00     A0 rw P1 ro

  再来分析program header,通过readelf -l命令可以拿走program
header解析后的音讯。从上面可以得知header开首地方在demo.elf的31740
byte处(与file header里的e_phoff音讯是呼应的),header新闻提醒program
data从offset 0x34上马,大小共0x4c4
bytes,Reset_Handler入口是0x41。继续在HexEditor查看31740处开端的32byte数据,因为Elf32_Phdr大小就是32bytes:

offset(h)
00007BF0: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 01 00 00 00
00007C00: 34 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 C4 04 00 00
00007C10: C4 04 00 00 05 00 00 00 00 01 00 00 -- -- -- --

  可以看出p_offset=0x00000034,p_memsz=0x000004c4,
与地方解析后的消息是如出一辙的;余下可活动对照。
那里的音信就相比重大了,因为这提醒了一切image
binary数据所在(知道了这么些音信,大家便得以平昔写脚本依照elf文件生成image
binary),继续在HexEditor里看下去(仅截取部分显得):

offset(h)
00000030: -- -- -- -- 00 20 00 10 41 00 00 00 03 04 00 00
00000040: 3F 04 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000050: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000060: 61 04 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 63 04 00 00
00000070: 65 04 00 00 72 B6 0E 48 0E 49 88 60 00 22 00 23
00000080: 00 24 00 25 00 26 00 27 B8 46 B9 46 BA 46 BB 46

  ARM系统的image前16个指针都是系统中断向量,我们可以看来SP=0x10002000,
PC=0x00000041,那与地点解析的Reset_Handler入口是0x41是极度的。

2.2 稳步分析elf文件

  万事俱备了,开首分析elf文件,以第二节课project文件里demo工程为例。编译链接该工程可在D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Exe路径下得到demo.elf文件。该文件大小32612
bytes,显明那样简单的一个小工程image
size不容许这样大,表达elf文件里的笔录音信数据占比非凡大。

2.1.3 readelf.exe用法

  readelf.exe听从标准的windows命令行用法,使用–help可以列出所有命令option及其简介,上面仅列出比较常用的option。

C:\cygwin64\bin>x86_64-w64-mingw32-readelf.exe --help
Usage: readelf <option(s)> elf-file(s)
 Display information about the contents of ELF format files
 Options are:
  -a --all               Equivalent to: -h -l -S -s -r -d -V -A -I
  -h --file-header       Display the ELF file header
  -l --program-headers   Display the program headers
     --segments          An alias for --program-headers
  -S --section-headers   Display the sections' header
     --sections          An alias for --section-headers
  -t --section-details   Display the section details
  -e --headers           Equivalent to: -h -l -S
  -s --syms              Display the symbol table
     --symbols           An alias for --syms
  --dyn-syms             Display the dynamic symbol table
  -r --relocs            Display the relocations (if present)
  -d --dynamic           Display the dynamic section (if present)
  -V --version-info      Display the version sections (if present)
  -A --arch-specific     Display architecture specific information (if any)
  -I --histogram         Display histogram of bucket list lengths
  @<file>                Read options from <file>

二、解析elf文件

  所谓工欲善其事,必先利其器,在开首解析elf文件从前,大家务必先找到一款适合的剖析工具,readelf就是GNU/Linux官方推出的专用解析工具。有了这一个分析工具,大家便可以渐渐分析elf文件。

2.1 解析工具readelf

  既然elf文件是Linux系统下常用的可执行文件格式,那么Linux社区一定会有配套的工具去分析它,是的,这么些工具就叫readelf,在GNU工具集binutils里。

  文件涉及:linker文件

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