là gì sự khác biệt của phần và phân đoạn trong định dạng file ELF

Question

Từ wiki Executable and Linkable Format:

Các phân đoạn chứa thông tin đó là cần thiết cho việc thực hiện thời gian chạy của các tập tin, trong khi phần chứa dữ liệu quan trọng để liên kết và tái định cư. Bất kỳ byte nào trong toàn bộ tệp có thể được sở hữu bởi nhiều nhất một phần và có thể có các byte mồ côi không thuộc sở hữu của bất kỳ phần nào.

Nhưng sự khác biệt giữa phần và phân đoạn là gì? Trong tệp ELF thi hành, phân đoạn có chứa một hoặc nhiều phần không?

Answer 1

Nhưng sự khác biệt giữa phần và phân đoạn là gì?

Chính xác những gì bạn đã trích dẫn: các phân đoạn chứa thông tin cần thiết khi chạy, trong khi các phần chứa thông tin cần thiết trong khi liên kết.

phân đoạn có chứa một hoặc nhiều mục không?

Đoạn có thể chứa từ 0 phần trở lên. Ví dụ:

readelf -l /bin/date 

Elf file type is EXEC (Executable file) 
Entry point 0x402000 
There are 9 program headers, starting at offset 64 

Program Headers: 
    Type   Offset    VirtAddr   PhysAddr 
       FileSiz   MemSiz    Flags Align 
    PHDR   0x0000000000000040 0x0000000000400040 0x0000000000400040 
       0x00000000000001f8 0x00000000000001f8 R E 8 
    INTERP   0x0000000000000238 0x0000000000400238 0x0000000000400238 
       0x000000000000001c 0x000000000000001c R  1 
     [Requesting program interpreter: /lib64/ld-linux-x86-64.so.2] 
    LOAD   0x0000000000000000 0x0000000000400000 0x0000000000400000 
       0x000000000000d5ac 0x000000000000d5ac R E 200000 
    LOAD   0x000000000000de10 0x000000000060de10 0x000000000060de10 
       0x0000000000000440 0x0000000000000610 RW  200000 
    DYNAMIC  0x000000000000de38 0x000000000060de38 0x000000000060de38 
       0x00000000000001a0 0x00000000000001a0 RW  8 
    NOTE   0x0000000000000254 0x0000000000400254 0x0000000000400254 
       0x0000000000000044 0x0000000000000044 R  4 
    GNU_EH_FRAME 0x000000000000c700 0x000000000040c700 0x000000000040c700 
       0x00000000000002a4 0x00000000000002a4 R  4 
    GNU_STACK  0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 
       0x0000000000000000 0x0000000000000000 RW  8 
    GNU_RELRO  0x000000000000de10 0x000000000060de10 0x000000000060de10 
       0x00000000000001f0 0x00000000000001f0 R  1 

Section to Segment mapping: 
    Segment Sections... 
    00  
    01  .interp 
    02  .interp .note.ABI-tag .note.gnu.build-id .gnu.hash .dynsym .dynstr .gnu.version .gnu.version_r .rela.dyn .rela.plt .init .plt .text .fini .rodata .eh_frame_hdr .eh_frame 
    03  .ctors .dtors .jcr .dynamic .got .got.plt .data .bss 
    04  .dynamic 
    05  .note.ABI-tag .note.gnu.build-id 
    06  .eh_frame_hdr 
    07  
    08  .ctors .dtors .jcr .dynamic .got 

Ở đây, PHDR phân khúc chứa 0 phần, INTERP phân khúc chứa .interp phần, và phân khúc LOAD đầu tiên chứa một bó toàn bộ các bộ phận.

Further reading với số đẹp illustration.

Answer 2

mục chứa tĩnh cho mối liên kết, phân đoạn dữ liệu động cho hệ điều hành

Các báo là đúng, nhưng để thực sự hiểu nó là sự khác biệt, bạn nên cố gắng tìm hiểu các lĩnh vực tiêu đề phần và tiêu đề chương trình (phân đoạn) mục và cách chúng được sử dụng bởi trình liên kết (phần) và hệ điều hành (phân đoạn).

thông tin Đặc biệt quan trọng là (ngoài độ dài):

• phần: tell mối liên kết nếu một phần là một trong hai:

  • dữ liệu thô được nạp vào bộ nhớ, ví dụ .data, .text, v.v.
  • hoặc siêu dữ liệu được định dạng về các phần khác, sẽ được sử dụng bởi trình liên kết nhưng biến mất trong thời gian chạy, ví dụ: .symtab, .srttab, .rela.text

• phân khúc: cho hệ điều hành:

  • nơi một đoạn nên được nạp vào bộ nhớ ảo
  • gì cho phép các phân đoạn có (đọc, viết, thực hiện).Nên nhớ rằng điều này có thể được áp dụng một cách hiệu quả bởi bộ vi xử lý: How does x86 paging work?

Tôi đã viết một hướng dẫn bao gồm trong chi tiết hơn tại địa chỉ: http://www.cirosantilli.com/elf-hello-world/

Có một đoạn chứa một hoặc nhiều bộ phận?

Có, và đó là trình liên kết đưa các phần vào phân đoạn.

Trong Binutils, cách phân đoạn được đưa vào phân đoạn theo ld được xác định bằng tệp văn bản có tên là tập lệnh liên kết. Tài liệu: https://sourceware.org/binutils/docs/ld/Scripts.html

Bạn có thể đặt chế độ mặc định với ld --verbose và đặt tùy chỉnh với -T.

Ví dụ, Ubuntu mặc định của tôi kịch bản 17.04 mối liên kết chứa:

.text   :                                        
    {                                            
    *(.text.unlikely .text.*_unlikely .text.unlikely.*)                               
    *(.text.exit .text.exit.*)                                     
    *(.text.startup .text.startup.*)                                    
    *(.text.hot .text.hot.*)                                      
    *(.text .stub .text.* .gnu.linkonce.t.*)                                                                        
    } 

kể về những mối liên kết để đưa phần tên .text.unlikely, .text.*_unlikely, .text.exit, vv trong phân khúc .text.

phát triển hệ điều hành là một trường hợp kịch bản tùy chỉnh hữu ích, tối thiểu dụ: https://github.com/cirosantilli/x86-bare-metal-examples/blob/d217b180be4220a0b4a453f31275d38e697a99e0/linker.ld

Khi thực thi được liên kết, nó chỉ có thể biết được phần đi đến phân khúc nếu các cửa hàng liên kết tiêu đề phần bắt buộc trong thực thi: Where is the "Section to segment mapping" stored in ELF files?