【程序员的自我修养—目标文件中有什么】

目标文件定义与分类

目标文件：源代码编译后未经过链接的中间文件

• Linux：.o 文件
• Windows：.obj 文件

可执行文件和目标文件在内容和结构上很相似，广义上可以看作一种类型的文件

• Linux：ELF文件（a.out）
• Windows:PE文件（Intel/Microsoft的OMF文件，MS-DOS的 .COM文件）

动态链接库和静态链接库也按照这种格式存储

• Linux：.so（动态链接库）、 .a（静态链接库）
• Windows：.dll（动态链接库）、.lib（静态链接库）

ELF文件类型分类：

文件类型	说明	实例
可重定位文件（目标文件）	包含代码和数据； 被用来链接成可执行文件或者共享目标文件； 静态链接库可以归为这一类。	.o或.obj
可执行文件	可以直接执行的程序； Linux下一般没有扩展名。	/bin/bash（变了） .exe
共享目标文件	包含代码和数据； 1. 可以和其他可重定位文件或共享目标文件链接生成新的目标文件； 2. 动态连接器将该种类文件和可执行文件链接，作为进程映射的一部分	.so或.dll
核心转储文件	进程意外终止时，系统将该进程的地址空间和其他信息转储到该文件中	core dump文件

$ file hello.o
hello.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped
file /lib32/ld-2.31.so 
/lib32/ld-2.31.so: ELF 32-bit LSB shared object, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked, BuildID[sha1]=e43b0116e734c1e7959dbf0d04c808e40769f51f, stripped
$ file /bin/bash
/bin/bash: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=2a9f157890930ced4c3ad0e74fc1b1b84aad71e6, for GNU/Linux 3.2.0, stripped
// 这里和书上说的不太一样，应该后面改了吧，这里变成了共享目标文件

目标文件格式

目标文件的内容：

• 机器指令代码、数据
• 链接所需要的信息，包括：符号表、调试信息和字符串等

按照信息的不同属性分为不同的段：

• 代码段：.code或.text，存放机器指令
• 数据段：
  • .data，存放全局变量和局部静态变量（已初始化）
  • .bss，存放未初始化的全局变量和局部静态变量（预留位置，不占用空间）
• 文件头：
  • 描述文件的属性，包括文件是否可执行、是静态链接还是动态链接以及入口地址、目标硬件和目标系统信息等；
  • 段表：描述各个段的信息

分段的好处：

1. 将数据和程序指令映射到两个虚拟的区域，将指令区域设置成只读的，防止程序被改写；
2. 将数据缓存和指令缓存分离，提供局部性，进而提高缓存命中率；
3. 通过共享指令（程序有多个副本），节省大量的空间。