程序员的自我修养——链接，装载与库（三）

• 目标文件从结构上讲，它是编译后的可执行文件格式，只是还没有经过链接的过程。其中可能有些符号或有些地址还没有被调整。其实它本身就是按照可执行文件格式存储的，只是与真正的可执行文件在结构上稍有不同。
• 可执行文件的格式分为windows下的PE和linux下的ELF。
• 目标文件是源代码编译后未进行链接的中间文件（windows下的.obj,linux下的.o），与可执行文件的内容和结构很相似。所以可以将目标文件和可执行文件看作一类文件。
• 动态链接库和静态链接库也是按照可执行文件的格式存储。
• 静态链接库是把很多的目标文件捆绑在一起形成一个文件。
• Linux下采用ELF文件格式的有：可重定位文件，可执行文件，共享目标文件，核心转储文件。
• 目标文件中包括编译后的机器指令代码，数据，链接时需要的信息。
• 程序源代码编译后的机器指令经常被存放在代码段，代码段常见的名字有“.code”或“.text”。已经初始化的全局变量和局部静态变量保存在.data段。未初始化的全局变量和局部静态变量保存在.bss段。.bss段只是为未初始化的全局变量的局部静态变量预留位置而已（因为未初始化的全局变量和局部静态变量系统会默认初始化为0）,它们不占内存空间。
• ELF文件的起始段包括一个“文件头”。“文件头”描述了整个文件的属性，包括文件是否可执行，是静态链接还是动态链接及入口地址，目标硬件，目标操作系统等信息。接下来包括代码段，数据段，只读数据段，BSS段和其他段。g't
• 源代码被编译以后分成两个段：程序指令和程序数据（因为程序被加载到内存时，首先会映射到虚拟内存，程序指令一般时只读的，程序数据一般是可读可写的，为了避免混淆和提高程序的局部性）。代码段属于程序指令，数据段和.bss属于程序数据。
• .data段（数据段）保存的是那些已经初始化了的全局静态变量和局部静态变量.
• .rodata段（只读数据段）存放的是只读的数据。
• .bss段存放的是未初始化的全局变量和局部静态变量。
• 我们知道ELF文件中有很多各种各样的段，而ELF文件中与段有关的重要的结构就是段表，段表保存了这些段的基本属性的结构。比如每个段的段名，段的长度，在文件中的偏移和读写权限。
• 主要决定段的属性的是段的类型和段的标志位。
• 段的标志位表示该段在进程虚拟进程地址空间的属性。
• 重定位表：链接器在处理目标文件时，需要对目标文件中某些部位进行重定位，即代码段和数据段中那些对绝对地址的引用的位置，这些重定位的信息都记录在ELF文件的重定位表里面，对于每个需要重定位的代码段或数据段，都会有一个相应的重定位表。
• ELF文件中用到了很多字符表。字符串表用来保存普通的字符串，比如符号的名字。段表字符串用来保存段表中用到的字符串，比如段名。
• 链接的本质就是使不同的目标文件之间相互粘合，这些不同的目标文件之间粘合时必须要有固定的规则才可以。在链接中，目标文件之间相互拼合实际上是目标文件之间对地址的引用，即对函数和变量的地址引用。在链接中，函数和变量统称为符号（符号可以看作链接中的粘合剂）函数名或变量名称为符号名。
• 链接阶段主要是对符号的管理，每一个目标文件都会有一个相应的符号表。符号表中记录了目标文件所用到的所有的符号。每个定义的符号都有一个符号值，对于函数和变量来说，符号值就是它们的地址。
• 链接阶段只关心全局符号的相互粘合，局部符号，段名，行号等都是次要的。
• 我们一般使用ld作为连接器来链接生产可执行文件。
• 函数签名包含一个函数的全部信息。包括：函数名，函数的参数型别，函数所在的类及其他信息。函数的签名用于识别不同的函数。
• 编译和链接阶段处理符号时，它们使用某种名称修饰的方法，对函数和变量进行修饰，得到符号名。
• 符号重复定义：多个目标文件中含有相同名字的全局符号的定义，链接时将会出现符号重复定义的错误。
• 编译器默认函数和初始化了的全局变量为强符号。未初始化的全局变量为弱符号。强符号和弱符号都是针对定义来说的，而不是针对符号的引用。