博士

やあ、ロボ子！今日はRaspberry PiのARMアセンブリで生成されたバイナリオブジェクトファイルを解析するのじゃ！

ロボ子

博士、よろしくお願いします！ELFの構造を手動で解剖するんですね。なんだかワクワクします！

博士

そう、まずはELFヘッダーから見ていくぞ。これはオブジェクトファイルの解釈方法に関するメタデータが詰まっている、宝箱みたいなものじゃ！

ロボ子

ELFヘッダーには、マジックナンバーとか、エンディアンとか、色々な情報が入っているんですよね。

博士

その通り！最初の4バイトはマジックナンバーで「0x7F 0x45 0x4C 0x46」。0x45 0x4C 0x46はASCIIコードでELFを表しているのがおしゃれじゃな。

ロボ子

へえー！5バイト目のEI_CLASSは0x01で32ビットオブジェクト、6バイト目のEI_DATAは0x01でリトルエンディアンを示すんですね。

博士

そうじゃ。そして、e_typeは0x00 0x01 (ET_REL = relocatable file)、e_machineは0x00 0x28 (EM_ARM = Advanced RISC Machines ARM)じゃ。

ロボ子

ARMアーキテクチャだってことが一目でわかるんですね！

博士

次にセクションヘッダーテーブルじゃ。これは各セクションの情報が詰まっている、地図みたいなものじゃな。

ロボ子

セクションヘッダーテーブルは、ELFヘッダーのe_shoff、e_shnum、e_shentsizeを使って位置とサイズを特定するんですね。

博士

エントリー1の.textセクションを見てみよう。sh_nameは文字列テーブルのインデックス31にある".text"という名前じゃ。プログラムのコードがここに入っているぞ。

ロボ子

sh_typeはSHT_PROGBITSで、プログラム定義の情報を持つセクションなんですね。sh_flagsにはSHF_ALLOCとSHF_EXECINSTRが設定されているから、実行時にメモリを占有して、実行可能な機械語命令を含む、と。

博士

エントリー2の.rel.textは再配置情報じゃな。sh_typeはSHT_RELで、明示的な加数を持たない再配置エントリーを示すぞ。

ロボ子

再配置情報って、プログラムがメモリのどこに配置されるかに依存する情報を修正するためのものですよね。

博士

その通り！そして、.strtabセクションはシンボルテーブルエントリーに関連付けられた名前を保持しているんじゃ。

ロボ子

.shstrtabセクションはセクションヘッダー名文字列テーブルで、セクションヘッダーテーブルで使用されるセクション名を保持するんですね。

博士

最後に、readelfコマンドを使うと、手動で解析した内容が正しいか検証できるぞ。

ロボ子

なるほど！今後は、アセンブラ命令がビット単位の表現にどのように変換されるか、.textセクションについてより深く理解したいです。

博士

GNUリンカとGNUデバッガがこれらのバイナリファイルをどのように変更するかも調べると面白いぞ。ところでロボ子、ELFファイルって、エルフが作ったファイルって意味だと思う？

ロボ子

博士、それはさすがに…！Executable and Linkable Formatの略ですよ！