关于目标文件的一些读书笔记

    今天看到一句话：真正了不起的程序员对自己的程序的每一个字节都了如指掌。觉得非常好，几天前也听到一同学对“精通”一词的理解：精通就是能自己拿下小项目，能与大家合作大项目。都很有道理，对于程序，既要有理解，也能把自己的想法表现出来。

        目标文件：编译器编译源代码后生成的文件叫做目标文件。从结构上讲，目标文件是已经编译过的可执行文件格式，只是还没有经过链接的过程而已，其中可能有些符号或有些地址还没有被调整。因为它本身就是按照可执行文件的格式存储的，只是跟真正的可执行文件在结构上稍有不同。因此，在Linux下，我们可以将它们统称为ELF(executable linkable format)文件，在Windows下统称为PE(portable executable)文件，它们都是COFF（Common file format)格式的变种。不光是可执行文件按照可执行文件格式存储，动态链接库及静态链接库文件都按照可执行文件格式存储。它们在Windows下按照PE格式存储，Linux下按照ELF格式存储，静态链接库稍有不同，它是把很多目标文件捆绑在一起形成一个文件，再加上一些索引，可以简单地把它理解为一个包含有很多目标文件的文件包。

       目标文件与可执行文件格式跟操作系统和编译器密切相关，所以不同的系统平台下会有不同的格式，但这些格式又大同小异，目标文件格式与可执行文件的历史几乎是操作系统的发展历史。

         COFF是由Unix System V Release 3首先提出并且使用的格式规范，后来微软公司基于COFF格式，制定了PE格式标准，并将其用于当时的Windows NT系统。Unix System V Release 4在COFF基础上引入了ELF格式，目前流行的Linux系统也以ELF作为基本可执行文件格式。这也就是为什么目前PE和ELF如此相似的主要原因，因为它们都是源于同一种可执行文件格式COFF.

        Unix最早的可执行文件格式为a.out格式，它的设计非常地简单，以至于后来共享库这个概念出现的时候，a.out格式就变得捉襟见肘了。于是人们设计了COFF格式来解决这些问题，这个设计非常通用，以至于COFF的继承者到目前还在被广泛地使用。COFF的主要贡献是在目标文件里面引入了“段”的机制，不同的目标文件可以拥有不同数量及不同类型的“段”。另外，它还定义了调度数据格式。

        目标文件的内容至少有编译后的机器指令代码、数据，除了这些内容外，目标文件还包括了链接时所需要的一些信息，比如符号表、调试信息、字符串等。一般目标文件将这些信息按不同的属性，以“节”(section)的形式存储，有时候也叫“段”(segment)。

        其实我认为了解计算机的一些历史是很有用的，虽然它不能从本质上提高我们的编程能力，但它却能够告诉我们计算机为什么会是现在这样，我觉得这是个很有趣的问题。以上的大部分内容也是摘抄自《程序员的自我修养》这本书里面，确实是一本讲“修养”的书，写得非常细致，写写内容，算是帮助自己复习和理解内容吧。