目标文件的秘密
编译器编译源代码后生成的文件叫做目标文件，那么目标文件里面存放着什么呢？
从结构上说，是可执行文件的格式，还未经过链接；
目标文件格式
可执行文件、动态链接库和静态链接库都是按照可执行文件格式存储；
目标文件内容
机器指令代码、数据、符号表、调试信息等；
按属性不同以Section的形式存储，基本上不加以区别，除非是在链接和装载的时候；
以下列代码为例：
#include<stdio.h>
int global_init_var = 84;
int global_uninit_var;
void func1(int i){
printf("%d\n", i);
}
int main(void){
static int static_var = 85;
static int static_var2;
int a = 1;
int b;
func1(static_var + static_var2 + a + b);
return 0;
}
|
编译生成目标文件；
$ gcc -c -fno-asynchronous-unwind-tables hello.c -o hello.o
|
-fno-asynchronous-unwind-tables用于去掉一些附加的调试信息段；
$ readelf -h hello.o
ELF Header:
Magic: 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Class: ELF64
Data: 2's complement, little endian
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI Version: 0
Type: REL (Relocatable file)
Machine: Advanced Micro Devices X86-64
Version: 0x1
Entry point address: 0x0
Start of program headers: 0 (bytes into file)
Start of section headers: 888 (bytes into file)
Flags: 0x0
Size of this header: 64 (bytes)
Size of program headers: 0 (bytes)
Number of program headers: 0
Size of section headers: 64 (bytes)
Number of section headers: 11
Section header string table index: 8
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有两个版本的结构：ELF32_Ehdr和ELF64_Ehdr；
section info
$ objdump -h hello.o | bat
───────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
│ STDIN
───────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
1 │
2 │ hello.o: file format elf64-x86-64
3 │
4 │ Sections:
5 │ Idx Name Size VMA LMA File off Algn
6 │ 0 .text 00000057 0000000000000000 0000000000000000 00000040 2**0
7 │ CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, CODE
8 │ 1 .data 00000008 0000000000000000 0000000000000000 00000098 2**2
9 │ CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
10 │ 2 .bss 00000004 0000000000000000 0000000000000000 000000a0 2**2
11 │ ALLOC
12 │ 3 .rodata 00000004 0000000000000000 0000000000000000 000000a0 2**0
13 │ CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
14 │ 4 .comment 00000036 0000000000000000 0000000000000000 000000a4 2**0
15 │ CONTENTS, READONLY
16 │ 5 .note.GNU-stack 00000000 0000000000000000 0000000000000000 000000da 2**0
17 │ CONTENTS, READONLY
───────┴──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
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可以看到.bss段没有CONTENTS属性，说明其实际在ELF中不存在内容；
根据这些信息得到的结构是：
+---------+
| other |
+---------+
| .coment | 36 bytes
+---------+
| .rodata | 4 bytes
+---------+
| .data | 8 bytes
+---------+
| .text | 57 bytes
+---------+
|ELFheader| 64 bytes
+---------+
|
-s打印所有section的十六进制输出；
$ objdump -s hello.o | bat
───────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
│ STDIN
───────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
1 │
2 │ hello.o: file format elf64-x86-64
3 │
4 │ Contents of section .text:
5 │ 0000 554889e5 4883ec10 897dfc8b 45fc89c6 UH..H....}..E...
6 │ 0010 bf000000 00b80000 0000e800 00000090 ................
7 │ 0020 c9c35548 89e54883 ec10c745 f8010000 ..UH..H....E....
8 │ 0030 008b1500 0000008b 05000000 0001c28b ................
9 │ 0040 45f801c2 8b45fc01 d089c7e8 00000000 E....E..........
10 │ 0050 b8000000 00c9c3 .......
11 │ Contents of section .data:
12 │ 0000 54000000 55000000 T...U...
13 │ Contents of section .rodata:
14 │ 0000 25640a00 %d..
15 │ Contents of section .comment:
16 │ 0000 00474343 3a202855 62756e74 7520352e .GCC: (Ubuntu 5.
17 │ 0010 342e302d 36756275 6e747531 7e31362e 4.0-6ubuntu1~16.
18 │ 0020 30342e31 32292035 2e342e30 20323031 04.12) 5.4.0 201
19 │ 0030 36303630 3900 60609.
───────┴──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
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可以看到.text占用的57bytes，并且.data中存放了84和85两个已初始化的静态变量，而.rodata中存放了只读数据"%d"；
.text
-d反汇编所有包含指令的section；
$ objdump -d hello.o | bat
───────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
│ STDIN
───────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
1 │
2 │ hello.o: file format elf64-x86-64
3 │
4 │
5 │ Disassembly of section .text:
6 │
7 │ 0000000000000000 <func1>:
8 │ 0: 55 push %rbp
9 │ 1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
10 │ 4: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp
11 │ 8: 89 7d fc mov %edi,-0x4(%rbp)
12 │ b: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax
13 │ e: 89 c6 mov %eax,%esi
14 │ 10: bf 00 00 00 00 mov $0x0,%edi
15 │ 15: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
16 │ 1a: e8 00 00 00 00 callq 1f <func1+0x1f>
17 │ 1f: 90 nop
18 │ 20: c9 leaveq
19 │ 21: c3 retq
20 │
21 │ 0000000000000022 <main>:
22 │ 22: 55 push %rbp
23 │ 23: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
24 │ 26: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp
25 │ 2a: c7 45 f8 01 00 00 00 movl $0x1,-0x8(%rbp)
26 │ 31: 8b 15 00 00 00 00 mov 0x0(%rip),%edx # 37 <main+0x15>
27 │ 37: 8b 05 00 00 00 00 mov 0x0(%rip),%eax # 3d <main+0x1b>
28 │ 3d: 01 c2 add %eax,%edx
29 │ 3f: 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%eax
30 │ 42: 01 c2 add %eax,%edx
31 │ 44: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax
32 │ 47: 01 d0 add %edx,%eax
33 │ 49: 89 c7 mov %eax,%edi
34 │ 4b: e8 00 00 00 00 callq 50 <main+0x2e>
35 │ 50: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
36 │ 55: c9 leaveq
37 │ 56: c3 retq
───────┴──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
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.data & .rodata
11 │ Contents of section .data:
12 │ 0000 54000000 55000000 T...U...
13 │ Contents of section .rodata:
14 │ 0000 25640a00 %d..
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.data中存放了84和85两个已初始化的静态变量，而.rodata中存放了只读数据；
.bss
未初始化的数据将会放在bss段上；
由于编译器优化的结果，static int x = 0;中变量x将被放在.bss段上，编译器认为值为0可认为其是未初始化的；
others
ELF文件结构
基础结构：
文件头
ELF文件版本、目标机器型号、程序入口地址等；
各个段
段表
名字、长度、文件中的偏移、读写权限和其他属性；编译器、链接器和装载器依照段表来定位和访问各个段的属性，其中header的成员e_shoff决定了段表在elf文件中的偏移；
sh_type段类型和sh_flags段标志位决定段属性；
sh_link和sh_info是段的链接信息；
重定位表
类型为SHT_REL；
链接器处理目标文件时，对目标文件中需要对绝对地址进行引用的部分进行重定位；
字符串表
字符串
符号表
链接的接口，记录了文件引用的符号及其符号值（他们的地址）；
这些函数和变量就是符号；
结构
