目标文件（ELF格式）

1.linux中有三类目标文件

**（1）可重定位目标文件（.o或者.a）：**包含二进制代码和数据，其形式可以和其他目标文件进行合并，创建一个可执行目标文件。（.a文件是由很多个.o文件的集合）（查看.a信息可以关注变量的排的段位置）
**（2）可执行目标文件（.out）（符号文件）：**包含二进制代码和数据，可直接被加载器加载执行。
**（3）共享目标文件（.so）：**可被动态的加载和链接（本文暂时不讨论）

由此我们可知由汇编器生成的就是可重定位目标文件，经过链接器作用后才生成可执行目标文件，链接器的作用就是以一组可重定位目标文件作为输入，生成可加载和运行的可执行目标文件，具体需要完成以下两个工作：
**Ø 符号解析：**符号解析的目的是将目标文件中每个符号（静态变量、函数、全局变量）和其定义进行关联
**Ø 重定位：**将每个符号的定义与具体在虚拟内存中的位置进行关联
最终生成可执行目标文件。

2. ELF文件格式

2.1 目标文件和ELF的关系：

目标文件在不同的系统或平台上具有不同的命名格式，在Unix和X86-64 Linux上称为ELF(Executable and Linkable Format, ELF)。
由上可知，.o、.a、.so均是ELF格式的，ELF文件是有结构的文件。这类文件是分段进行组织的，段的个数可通过代码控制，但通常一个程序文件至少包含以下段：
.text段、.data段、bss段。

2.2 ELF的组成

ELF文件格式提供了两种不同的视角，在汇编器和链接器看来，ELF文件是由Section Header Table描述的一系列Section的集合，而执行一个ELF文件时，在加载器（Loader）看来它是由Program Header Table描述的一系列Segment的集合。
在这里插入图片描述
"Section"和"Segment"是计算机中常见的术语，它们的区别如下：
（1）范围不同：
"Section"通常用于可执行文件（如ELF文件），用于描述可执行文件中的不同部分。"Segment"通常用于内存分配，用于描述内存中的不同部分。
（2）用途不同：
"Section"通常用于存储代码、数据和符号表等信息。"Segment"通常用于管理物理内存，包括代码段、数据段、堆栈段等。
（3）映像关系不同：
"Section"通常是在编译时创建的，并成为可执行文件的一部分。"Segment"则是在运行时动态分配的，根据运行程序的需要进行相应的内存分配。

总之，"Section"和"Segment"用于不同的应用场景，其在实现和使用上也有所不同。

2.3 文件头

ELF的结构声明位于系统头文件 elf.h 中，ELF格式分为32位与64位两种，除了重定位类型稍有区别，其它大致相同，为了简化描述，后续说明将省略32/64字样。
ELF Header的声明如下 :
在这里插入图片描述

e_machine
e_verison：文件版本，目前常见的ELF 文件版本均为EV_CURRENT（1）。
e_entry：入口虚拟地址。
e_phoff：段表文件偏移。
e_shoff：节表文件偏移。
e_flags：处理器特定的标志，一般为0。
e_ehsize：Elf_Header的大小（字节）
e_phentsize：段头（Program Header）的大小（字节）。
e_phnum：段的数量。
e_shentsize：节头（Section Header）的大小（字节）。
e_shnum：字的数量。
e_shstrndx：节字符串表的节索引