关于可重定位目标文件的格式与其符号表的概述

我们知道一个可执行的C程序要经过语言预处理、编译器、汇编器生成扩展名为.o的可重定位目标文件，再通过链接器链接生成可执行的目标文件。

1.什么是可重定位目标文件

一个扩展名为.s 的ASCII汇编语言文件经由汇编器翻译成一个包含二进制代码和数据的.o文件，即可重定位目标文件。其特点是可在编译时与其它可重定位目标文件合并起来，由此创建一个可执行目标文件。

2.可重定位目标文件格式

（这里讨论的是现代X86-64Linux和 Unix系统使用的ELF格式）

前四个节图中已作出解释，（ps:其中.data中放入已初始化的全局变量和静态C变量；.bss中放入未初始化的全局和静态C变量）现解释其余的节中存的信息：

.symtab 一个符号表，存放程序中定义和引用的函数和全局变量的信息。
.rel.text 一个.text节中位置的列表，当链接器把这个目标文件和其它文件组合是，需要修改这些位置。
rel.data 被模块引用或定义的所有全局变量的定位信息。
.debug 一个调试符号表，其条目是程序中定义的局部变量和类型定义，程序中定义和引用的全局变量，以及原始的C源文件。
.line 原始C源程序中的行号和.text节中机器指令之间的映射。
.strtab 一个字符串表，其内容包括.symtab节和.debug节中的符号表以及节头部中的节名字。

下面看一个例子：

输入命令：readelf -s main.o 查看其符号表，即.symtab节中存放的信息

value表示符号在节中的偏移量；Type表示该符号是函数还是数据；Bind表示该符号是全局的还是局部的；Ndx表示该符号位于节与ELF头节的偏移，如.text节的Ndx为1；

例：静态局部变量al1的Num是7，描述为存放在.bss节中偏移量为4的占4个字节大小的符号。

1. 同一个节中的字符存放遵循数据对齐的规则；如.data节中数组array放在该节的首地址，2个整型数占8个字节，紧跟字符a放在偏移量为8的位置，占1个字节，以初始化的局部静态变量cal存放在.data节中偏移为12的位置，因为int型对象的首地址必须是4的倍数；

2.符号sum实际是一个函数的引用，由于此刻main.o与sum.o还没有进行链接，所以sum符号的类型还不能确定，只表示在不目标模块中引用但却在其它地方定义的符号。

3.COMMON与.bss的区别：COMMON中放未初始化的全局变量

.bss中放的是未初始化的静态变量以及初始化为0的全局或静态变量

再看看ELF头中的信息，ELF头中前16个字节的序列描述了生成了该文件的系统的字的大小和字节顺序，剩余的部分包含了帮助链接器语法分析和解释目标文件的信息。若要看ELF头中的信息则输入命令：readelf -h main.o

在main.o中的ELF头中，前三个魔术7f454c定义了文件的类型为可重定位目标文件，节头部表的起始地址992（0x3e0)，节条数量为13，大小是64字节。

节头表中描述了不同节的位置和大小， 我们再看节头部表中的信息，输入命令：readelf -S main.o

由于已知ELF头为64字节大小、各节的偏移量和大小及节头部表的偏移和大小（节头数*节头大小=13*64Byte=832Byte),则可以画出ELF可重定位目标文件的结构图

至此，可重定位目标文件的结构就已经简单叙述完毕，如有错误的地方，欢迎指出。