ELF文件格式

1.目标文件

• 可重定位目标文件（main.o例如）:包含二进制代码和数据，其形式可以在编译时与其他可重定位目标文件合并，创建一个可执行目标文件
• 可执行目标文件（.exe/a.out):包含二进制代码和数据，其形式可以被直接拷贝到存储器并执行
• 共享目标文件（.dll/.so):一种特殊类型的重定位目标文件，可以在加载或运行时被动态的加载到存储器并连接。

编译器和汇编器生成可重定位目标文件（包括共享目标文件）。链接器生成可执行目标文件。

2.可重定位目标文件和可执行目标文件的格式

可重定位目标文件格式：

可执行目标文件格式：

3.下面我们开始分析上面图片

• ELF header: 用来描述整个目标文件的组织结构，包括节的数目、节的大小、程序的入口地址。使用linux的readelf工具就可查看目标文件的ELF文件结构，命令如下：gcc -c xxx.c;readelf -a xxx.o

• 段头部表:描述分节和地址空间的映射关系，格式如下图，和上面可执行目标文件对照起来看。

• 节头部表：描述目标文件节的信息。
• text:代码段
• rodata:只读数据
• data:已经初始化的全局c变量（包括static变量），注：局部变量只会出现在调用堆栈当中。
• bss:未初始化的全局c变量。在目标文件当中这个节实际不占用空间，仅仅是占位符。未初始化的变量不需要占据任何的实际磁盘空间。

而对于未被初始化的全局变量和静态局部变量，编译的时候并未被分配空间，而是仅仅在.bss段中标记它们，当程序运行的时候才为它们在内存中分配空间，并把它们初始化为零。

4.未初始化的全局变量和static局部变量

gcc -c main.c

readelf -a main.o

上图是目标文件main.o中的符号表。i的Ndx值是COM:代表未被分配空间的未初始化的数据目标；j的Ndx是3，我们查看到这是.bss段的索引，所以j在.bss段有占位符（并不是空间）。 像i这种未初始化内置类型的变量，他并没有分配空间，是没法设置断点的。

下面我们分析i、j最终分配空间时，属于线性地址空间的哪部分？

这里我们需要使用cat /proc/processid/maps命令这里是要查看进程的ID,可以使用ps -aux |grep a.out获取进程的ID。

根据我的测试，像目标文件的.data,.bss段的内容都会在地址空间的数据段分配空间（bss段内容在第一次使用才才在数据段分配内存），像const int k=0和字符串常量是在代码代码段中分配内存的。这点也可以从深入理解操作系统的P466页得到验证。

参考文章：

http://blog.youkuaiyun.com/vincent040/article/details/6096093

http://blog.chinaunix.net/uid-20706279-id-1888751.html

http://blog.youkuaiyun.com/embedded_hunter/article/details/6897027