目標文件（如?.o?或?.obj）是編譯器生成的中間文件，其結構遵循?ELF（Linux）或?COFF（Windows）格式。以下是其核心段（Section）和關鍵機制的詳細解析：
1. 目標文件的典型段結構
| 段名 | 存儲內容 | 作用 |
|---|---|---|
| .text | 可執行機器指令（函數代碼） | 存放編譯后的二進制指令（如成員函數、靜態函數） |
| .data | 已初始化的全局/靜態變量 | 存儲顯式初始化的數據（如?int x = 5;） |
| .bss | 未初始化的全局/靜態變量（清零） | 僅記錄變量大小，不占磁盤空間（運行時由系統初始化為0） |
| .rodata | 只讀數據（字符串常量、虛表、RTTI） | 存儲不可修改的數據（如?const char* str = "Hello";） |
| .symtab | 符號表（函數、變量名及地址） | 記錄符號的元信息，供鏈接器解析跨文件引用 |
| .rel.text | 代碼段的重定位信息 | 標記?.text?中需要修正的指令（如?call?的目標地址） |
| .rel.data | 數據段的重定位信息 | 標記?.data?中需要修正的指針（如跨文件的全局變量引用） |
| .debug | 調試信息（DWARF 格式） | 供調試器使用（如行號、變量類型），發布版可剝離 |
| .eh_frame | 異常處理信息（棧展開） | 支持 C++ 異常機制（如?try/catch） |
2. 符號表（.symtab）詳解
(1) 符號表的組成
符號表記錄所有?函數、全局變量、靜態變量?的信息，每條記錄包含：
-
符號名（如?
_ZN7MyClass8funcEv，C++ 名稱修飾后的名稱） -
符號值（臨時地址，通常是段內偏移）
-
符號類型（函數?
FUNC、數據?OBJECT、未定義?UND） -
綁定屬性（全局?
GLOBAL、局部?LOCAL） -
所屬段（如?
.text、.data）
(2) 符號表示例
bash
readelf -s example.o
輸出：
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name1: 00000000 10 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 _ZN7MyClass8funcEv2: 00000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND _Z3foov
-
Value=00000000：臨時地址（鏈接后修正）。 -
Ndx=1：符號屬于?.text?段（通過節頭表索引確定）。 -
UND：未定義符號（需鏈接時解析）。
(3) 符號表的作用
-
鏈接階段：解析跨文件引用（如?
main.o?調用?lib.o?的函數）。 -
調試階段：映射機器碼到源碼符號（如?
addr2line?工具）。
3. 重定位表（.rel.text / .rel.data）詳解
(1) 重定位的用途
-
修正代碼段（
.text）和數據段（.data）中的?臨時地址，使其指向正確的最終地址。 -
解決跨文件引用問題（如調用其他?
.o?文件的函數）。
(2) 重定位條目結構
每個條目包含：
-
偏移量（Offset）：需修正的指令/數據在段內的位置。
-
類型（Type）：如何修正（如絕對地址、相對偏移）。
-
符號（Symbol）：目標符號名。
(3) 重定位表示例
bash
readelf -r example.o
輸出：
Relocation section '.rel.text': OFFSET TYPE SYMBOL 00000005 R_X86_64_PC32 _Z3foov
-
OFFSET=0x05：call?指令的操作數位于?.text?段偏移?0x05?處。 -
TYPE=R_X86_64_PC32：需修正為?相對地址（目標地址 - 下條指令地址）。 -
SYMBOL=_Z3foov：修正目標是函數?foo()。
(4) 重定位過程
-
鏈接器?合并所有?
.text?段，分配最終地址（如?foo()?的地址為?0x401200）。 -
計算修正值：
-
對于?
R_X86_64_PC32：修正值 = 目標地址（0x401200） - 下條指令地址（0x401005 + 5 = 0x40100A） = 0x1F6
-
-
修改指令：
asm
; 修正前（目標文件） call 0x00000000 ; 修正后（可執行文件） call 0x1F6 ; 實際編碼為 E8 F6 01 00 00
4. 代碼段（.text）與數據段（.data/.bss）
(1) 代碼段（.text）
-
內容：所有函數的機器碼（如?
main()、MyClass::func()）。 -
特點：
-
只讀可執行（防代碼注入）。
-
函數調用通過?
call?指令實現（地址由重定位修正）。
-
(2) 數據段（.data）
-
內容：已初始化的全局/靜態變量（如?
int x = 42;）。 -
特點：
-
可讀寫，占用磁盤空間（存儲初始值）。
-
加載到內存的?數據段。
-
(3) BSS 段（.bss）
-
內容：未初始化的全局/靜態變量（如?
int y;）。 -
特點：
-
不占用磁盤空間（僅記錄大小）。
-
運行時由系統初始化為0，加載到內存的?BSS 段。
-
5. 動態鏈接的特殊處理
(1) 全局偏移表（GOT）
-
存儲動態庫中符號的絕對地址（如?
printf）。 -
首次訪問時由動態鏈接器填充。
(2) 過程鏈接表（PLT）
-
實現?延遲綁定，首次調用函數時觸發動態鏈接器解析地址。
asm
復制
下載
call printf@plt ; 首次調用跳轉到 PLT
6. 關鍵總結
| 組件 | 作用 | 示例工具命令 |
|---|---|---|
| .text | 存儲可執行指令（函數代碼） | objdump -d example.o |
| .data | 存儲已初始化的全局/靜態變量 | readelf -x .data example.o |
| .bss | 存儲未初始化的全局/靜態變量（運行時清零） | size example.o |
| .symtab | 記錄符號名、類型、地址（供鏈接器使用） | readelf -s example.o |
| .rel.text | 標記代碼段中需要修正的指令（如?call） | readelf -r example.o |
| .rel.data | 標記數據段中需要修正的指針（如跨文件變量引用） | objdump -r -j .data example.o |
