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本文来自

(1)腾讯元宝

(2)程序员的自我修养


PE(Portable Executable)是一种文件格式,主要用于Windows操作系统中的可执行文件(如.exe、.dll、.sys等)。PE格式是Windows操作系统中标准的可执行文件格式,由微软开发,广泛应用于32位和64位的Windows系统中。

Portable : [计] 可移植的

PE文件格式的主要特点:

  1. 跨平台兼容性

    • 尽管PE格式主要用于Windows,但其设计具有一定的可移植性,可以在不同的硬件架构上运行(如x86、x64等)。
  2. 结构清晰

    • PE文件由多个部分组成,包括文件头、节表(Section Table)、数据节(Sections)等。每个部分都有明确的功能和用途。
  3. 支持多种文件类型

    • PE格式不仅用于可执行文件(.exe),还用于动态链接库(.dll)、设备驱动程序(.sys)等。
  4. 丰富的元数据

    • PE文件中包含大量元数据,如导入表、导出表、资源表等,这些信息用于描述文件的运行环境和依赖关系。
  5. 支持动态链接

    • PE格式支持动态链接库(DLL),允许程序在运行时加载和调用外部代码。

PE文件的主要结构:

  1. DOS头(DOS Header)​

    • 用于兼容早期的DOS系统,包含一个简单的DOS程序(通常是提示“此程序不能在DOS模式下运行”)。
  2. PE文件头(PE Header)​

    • 包含文件的基本信息,如文件类型(32位或64位)、入口点地址、节表数量等。
  3. 可选头(Optional Header)​

    • 包含更详细的信息,如代码段大小、数据段大小、堆栈大小、入口点地址等。
  4. 节表(Section Table)​

    • 描述文件中各个节(Section)的信息,如代码节、数据节、资源节等。
  5. 节(Sections)​

    • 包含实际的数据和代码,如.text(代码)、.data(数据)、.rsrc(资源)等。

PE文件的应用:

  • 可执行文件(.exe)​:Windows程序的主要执行文件。
  • 动态链接库(.dll)​:包含可被多个程序共享的代码和资源。
  • 设备驱动程序(.sys)​:用于与硬件设备交互。
  • 其他文件类型:如控制面板扩展(.cpl)、屏幕保护程序(.scr)等。

PE格式是Windows生态系统中非常重要的一部分,了解其结构和功能对于开发、调试和逆向工程都有重要意义。


ELF(Executable and Linkable Format,可执行与可链接格式)是一种广泛用于类Unix操作系统(如Linux、BSD等)中的标准文件格式,用于表示可执行文件、目标文件(object files)、共享库(shared libraries)以及核心转储文件(core dumps)。ELF格式由Unix系统实验室(USL)开发,现已成为类Unix系统中的主流文件格式。

ELF文件格式的主要特点:

  1. 跨平台兼容性

    • ELF格式支持多种硬件架构(如x86、ARM、MIPS、RISC-V等),使其能够在不同的平台上使用。
  2. 模块化设计

    • ELF文件由多个部分组成,每个部分都有明确的功能,使得文件结构清晰且易于扩展。
  3. 支持多种文件类型

    • ELF格式不仅用于可执行文件,还用于目标文件、共享库和核心转储文件。
  4. 动态链接支持

    • ELF格式支持动态链接,允许程序在运行时加载和调用共享库中的函数。
  5. 丰富的元数据

    • ELF文件中包含大量元数据,如符号表、重定位表、段表等,这些信息用于描述文件的运行环境和依赖关系。

ELF文件的主要结构:

  1. ELF头(ELF Header)​

    • 包含文件的基本信息,如文件类型(可执行文件、目标文件等)、目标架构、入口点地址、段表(Section Header Table)和程序头表(Program Header Table)的位置等。
  2. 程序头表(Program Header Table)​

    • 描述文件中的段(Segments)信息,用于加载和执行程序。每个段对应一个程序头表项。
  3. 段头表(Section Header Table)​

    • 描述文件中的节(Sections)信息,用于链接和调试。每个节对应一个段头表项。
  4. 段(Segments)​

    • 包含实际的数据和代码,如代码段(.text)、数据段(.data)、只读数据段(.rodata)等。段是加载和执行程序时的基本单位。
  5. 节(Sections)​

    • 包含更细粒度的数据和代码,如符号表(.symtab)、字符串表(.strtab)、重定位表(.rel.text)等。节是链接和调试时的基本单位。

ELF文件的应用:

  • 可执行文件:用于运行程序,如Linux中的可执行文件(如/bin/ls)。
  • 目标文件(.o)​:编译过程中生成的中间文件,包含未链接的代码和数据。
  • 共享库(.so)​:包含可被多个程序共享的代码和资源,如Linux中的动态链接库(如libc.so)。
  • 核心转储文件(core dump)​:程序崩溃时生成的文件,用于调试和分析。

ELF与PE的区别:

  • 操作系统:ELF主要用于类Unix系统(如Linux、BSD),而PE主要用于Windows系统。
  • 文件结构:ELF和PE的文件结构有所不同,ELF更强调模块化和跨平台兼容性,而PE更注重与Windows系统的集成。
  • 动态链接:ELF和PE都支持动态链接,但实现方式有所不同。

ELF格式是类Unix生态系统中非常重要的一部分,了解其结构和功能对于开发、调试和逆向工程都有重要意义。


COFF(Common Object File Format,通用对象文件格式)是一种用于表示可执行文件、目标文件(object files)和库文件的标准文件格式。它最初由AT&T的Unix系统实验室(USL)开发,并被广泛应用于早期的Unix系统(如System V)以及一些现代操作系统(如Windows)中。COFF是ELF(Executable and Linkable Format)的前身,许多现代文件格式(如PE和ELF)都受到了COFF的启发。

COFF文件格式的主要特点:

  1. 模块化设计

    • COFF文件由多个部分组成,每个部分都有明确的功能,使得文件结构清晰且易于扩展。
  2. 支持多种文件类型

    • COFF格式不仅用于可执行文件,还用于目标文件和库文件。
  3. 符号表和重定位信息

    • COFF文件中包含符号表(Symbol Table)和重定位信息(Relocation Information),这些信息用于链接和调试。
  4. 支持分段存储

    • COFF文件将代码和数据分成多个段(Sections),如代码段(.text)、数据段(.data)、只读数据段(.rodata)等。

COFF文件的主要结构:

  1. 文件头(File Header)​

    • 包含文件的基本信息,如文件类型(可执行文件、目标文件等)、目标架构、段表(Section Table)和符号表(Symbol Table)的位置等。
  2. 段表(Section Table)​

    • 描述文件中的段(Sections)信息,每个段对应一个段表项。段表中包含段的名称、大小、偏移量等信息。
  3. 段(Sections)​

    • 包含实际的数据和代码,如代码段(.text)、数据段(.data)、只读数据段(.rodata)等。段是链接和调试时的基本单位。
  4. 符号表(Symbol Table)​

    • 包含文件中定义的符号(如函数名、变量名)及其相关信息,用于链接和调试。
  5. 重定位信息(Relocation Information)​

    • 包含需要在链接时进行重定位的地址信息,用于将目标文件链接成可执行文件或共享库。

COFF文件的应用:

  • 目标文件(.o)​:编译过程中生成的中间文件,包含未链接的代码和数据。
  • 可执行文件:用于运行程序,如早期的Unix系统中的可执行文件。
  • 库文件(.a)​:包含多个目标文件的集合,用于静态链接。

COFF的演变:

  • ELF格式:ELF格式是COFF的继任者,广泛应用于现代类Unix系统(如Linux、BSD)中。ELF在COFF的基础上进行了扩展和优化,支持更多的特性和更复杂的文件结构。
  • PE格式:Windows操作系统中的PE(Portable Executable)格式也受到了COFF的启发,PE文件头中包含一个COFF文件头

COFF的局限性:

  • 灵活性不足:COFF格式的设计相对简单,缺乏对现代操作系统和硬件架构的支持。
  • 扩展性有限:COFF格式的段表和符号表的结构较为固定,难以支持复杂的文件结构和元数据。

尽管COFF格式在现代操作系统中已经逐渐被ELF和PE等更先进的格式所取代,但它在计算机历史上具有重要地位,为后来的文件格式设计提供了基础和借鉴。

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