1.编译过程

    ⦁    预处理
    ⦁    编译
    ⦁    汇编
    ⦁    链接

     

                                                                  图：gcc编译过程

      链接包括动态链接和静态链接，静态链接过程中有地址和空间分配(Address and Storage Allocation)、符号决议(Symbol Resolution)和重定位(Relocation)等。静态链接过程如图：              
                                   

2.目标文件

     编译器编译源代码之后生成的文件称为目标文件。

2.1 目标文件的格式

      从结构上讲，它是按照可执行文件的格式存储的。只是没有经过链接的过程，其中可能有符号和地址没有被调整。           

平台	目标文件格式	目标文件后缀名
Windows	PE-COFF	.obj
Linux	ELF	.o

     目标文件中有指令、数据，还有链接时需要的一些信息，如符号表，调试信息，字符串表等。将这些信息按不同的属性，以“段”的形式存储。

ELF Header

.text

.data

.bss

......                       Other  sections

Section  header  table

String   Tables                        Symbol   Tables

                                                                                         图：ELF结构

    ⦁    ELF文件头：描述文件的基本属性，如ELF文件版本、目标机器型号、程序入口地址等。
    ⦁    段表：描述包含的所有段的信息，包括段名、段的长度、在文件中的偏移、读写权限等。
    ⦁    辅助结构：字符串表、符号表等。

    除了.text  .data  .bss外，其他常用的段名如下表：

              

 2.2 一个例子

              

                                                    图：程序与目标文件

    查看上述文件的目标文件，可以看到包含的段如下： 
                  

    ⦁    代码段
    ⦁    数据段
    ⦁    bss段 ：未初始化的全局变量和局部静态变量。
    ⦁    rodata只读数据段：只读数据，如字符串常量，全局const变量。
    ⦁    comment注释信息段：编译器版本信息
    ⦁    堆栈提示段
 
    CONTENTS:该段在文件中存在。
    VLM和LMA：虚拟内存地址、装载内存地址。
    File off : 在文件中的偏移。

                                              

                                                                           图：目标文件结构图
     

 2.3 分段的优点

    ⦁    程序加载后，数据和指令分别映射到两个虚拟区域，数据区可读写，指令区只能读，权限不同。
    ⦁    CPU缓存一般都设计成数据缓存和指令缓存，分开有利于提高程序局部性，提升CPU缓存命中率。
    ⦁    运行多个程序副本时，程序指令都一样，每个进程保存自己的数据区域。