ELF 汇编器 - ELF 文件生成工具

一个用 Rust 编写的 ELF（可执行和链接格式）汇编器，可以生成 Linux 可执行文件。 该工具提供简单易用的 API 来创建基本的 ELF 可执行文件。

特性

• ELF 文件生成: 创建符合 ELF 标准的可执行文件
• 架构支持: 支持 x86-64 架构
• 简单 API: 提供易于使用的生成函数
• Hello World 程序: 快速生成 Hello World 可执行文件
• 退出代码程序: 生成带有自定义退出代码的程序
• 控制台输出: 生成可以输出文本到控制台的程序
• 测试覆盖: 完整的测试套件确保生成的 ELF 文件正确性

使用方法

在您的 Cargo.toml 中添加此库：

[dependencies]
elf-assembler = { path = "../elf-assembler" }
gaia-types = { path = "../gaia-types" }

基本示例

use elf_assembler::generator::{easy_hello_world, easy_exit_code, easy_console_log};
use gaia_types::helpers::Architecture;
use std::fs;

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    // 生成 Hello World ELF 文件
    let hello_elf = easy_hello_world(Architecture::X86_64)?;
    fs::write("hello_world", &hello_elf)?;
    
    // 生成退出代码 ELF 文件
    let exit_elf = easy_exit_code(Architecture::X86_64, 42)?;
    fs::write("exit_program", &exit_elf)?;
    
    // 生成控制台输出 ELF 文件
    let console_elf = easy_console_log(Architecture::X86_64, "Hello from ELF!")?;
    fs::write("console_program", &console_elf)?;
    
    println!("ELF 文件生成完成！");
    Ok(())
}

使用 ELF 构建器

use elf_assembler::writer::ElfBuilder;

fn main() {
    let mut builder = ElfBuilder::new();
    
    // 添加代码段
    let code = vec![
        0x48, 0xc7, 0xc0, 0x3c, 0x00, 0x00, 0x00, // mov rax, 60 (sys_exit)
        0x48, 0xc7, 0xc7, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // mov rdi, 0
        0x0f, 0x05, // syscall
    ];
    builder.add_code_section(code);
    
    // 构建 ELF 文件
    let elf_data = builder.build();
    
    // 保存到文件
    std::fs::write("custom_program", &elf_data).unwrap();
}

API 参考

生成器函数

• easy_hello_world(arch: Architecture) -> Result<Vec<u8>, GaiaError>

  • 生成一个简单的 Hello World ELF 程序

• easy_exit_code(arch: Architecture, exit_code: u8) -> Result<Vec<u8>, GaiaError>

  • 生成一个以指定退出代码退出的 ELF 程序

• easy_console_log(arch: Architecture, message: &str) -> Result<Vec<u8>, GaiaError>

  • 生成一个输出指定消息到控制台的 ELF 程序

ELF 构建器

ElfBuilder 类提供了更灵活的 ELF 文件构建方式：

• new() -> ElfBuilder - 创建新的构建器
• add_code_section(code: Vec<u8>) -> &mut Self - 添加代码段
• add_data_section(data: Vec<u8>) -> &mut Self - 添加数据段
• build() -> Vec<u8> - 构建最终的 ELF 文件

支持的架构

目前支持以下架构：

• x86-64: 64 位 x86 架构（Linux）

生成的 ELF 文件结构

生成的 ELF 文件包含：

• ELF 头: 标准的 64 位 ELF 头
• 程序头表: 描述内存段的程序头
• 代码段: 包含可执行机器码
• 数据段: 包含程序数据（如果需要）

测试

运行测试套件：

cargo test

测试包括：

• ELF 文件格式验证
• 架构检测测试
• 生成器函数测试
• 文件保存和加载测试

示例程序

查看 examples/ 目录中的示例程序，了解如何使用此库。

许可证

此项目采用 MIT 许可证 - 查看 LICENSE 文件了解详情。

贡献

欢迎贡献！请随时提交 Pull Request 或创建 Issue。

技术细节

ELF 文件格式

生成的 ELF 文件遵循标准的 ELF 64 位格式：

• 魔数: \x7fELF
• 类别: 64 位 (ELFCLASS64)
• 数据编码: 小端序 (ELFDATA2LSB)
• 版本: 当前版本 (EV_CURRENT)
• 机器类型: x86-64 (EM_X86_64)

系统调用

生成的程序使用 Linux 系统调用：

• sys_write (1): 输出到控制台
• sys_exit (60): 程序退出

内存布局

• 代码段加载地址: 0x401000
• 数据段加载地址: 0x402000
• 程序入口点: 0x401000

故障排除

常见问题

1. 权限错误: 确保生成的文件有执行权限

   chmod +x your_program
   

2. 架构不支持: 目前只支持 x86-64 架构

3. Linux 专用: 生成的 ELF 文件只能在 Linux 系统上运行

调试

使用以下工具调试生成的 ELF 文件：

• readelf -h file - 查看 ELF 头信息
• objdump -d file - 反汇编代码
• hexdump -C file - 查看十六进制内容