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1.目标文件的常用格式

目标文件是源代码编译后未进行链接的中间文件（Windows的 .obj 和 Linux 的 .o），与可执行文件（Windows 的 .exe 和 Linux 的 ELF）的结构和内容相似，因此跟可执行文件采用同一种格式存储。PC平台常见的可执行文件格式主要有 Windows 的 PE（Portable Executable）和 Linux 的 ELF（Executable and Linkable Format）。PE 和 ELF 都是通用目标文件格式（COFF，Common Object File Format）的变种。在 Windows 下，目标文件（COFF 文件）和可执行文件（PE 文件）统称为 PE-COFF 文件，Linux 统称为 ELF 文件。除此之外，还有些不常用的目标文件与可执行文件格式，比如 Intel 和 Microsoft 以前使用的对象模型文件（OMF，Object Module File）、Unix 最初使用的 a.out 和 MS-DOS 的 .COM 格式等。

不光是可执行文件按照可执行文件格式存储，动态链接库（DLL，Dynamic Linking Library）（Windows的 .dll 和 Linux 的 .so）及静态链接库（Static Linking Library）（Windows 的 .lib 和 Linux 的 .a）都按照可执行文件格式存储。它们在 Windows 下都按照 PE-COFF 格式存储，Linux 下按照 ELF 格式存储。静态链接库稍有不同，它是把所有目标文件打包成一个文件，再加上一些索引，可以简单理解为一个包含很多目标文件的文件包。

Linux 下的 ELF 文件主要有如下几种：

Linux 下可以根据 file 命令查看上面表格中列出的四种 ELF 文件的格式。

////@file:foo.cpp//#include 
   
    using namespace std;int foo(){    cout<<"hello world"<
   

编译生成目标文件foo.o:

g++ -c foo.cpp -o foo.o

使用file命令查看foo.o文件类型：

file foo.ofoo.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped

（2）共享目标文件 .so，以 C++ 标准库 /lib64/libstdc++.so.6.0.19 为例。

file /lib64/libstdc++.so.6.0.19/lib64/libstdc++.so.6.0.19: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (GNU/Linux), dynamically linked, BuildID[sha1]=8941888bf8ee9ced585599be5397a385fc1c73ce, stripped

（3）可执行文件，以 GNU 的 Shell /usr/bin/bash 为例。

file /usr/bin/bash/usr/bin/bash: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=d0c7bc3186c85673fb2b14c90ab92eeaa27a18a5, stripped

（4）核心转储文件 core dump。

//@file：main.cpp#include 
   
    using namespace std;int main(){    int* iBar = NULL;    cout<<"*iBar"<<*iBar<
   

编译并运行：

g++ main.cpp./a.outSegmentation fault (core dumped)

使用file命令查看core文件类型：

file core.28355core.28355: ELF 64-bit LSB core file x86-64, version 1 (SYSV), SVR4-style, from './a.out'

可见，Linux下的目标文件.o，共享目标文件.so、可执行文件以及核心转储文件core dump均属于ELF文件。

2.目标文件与可执行文件格式的小历史

目标文件与可执行文件的格式和操作系统和编译器密切相关，不同的系统平台下会有不同的格式，但是这些格式又大同小异，可以说，目标文件与可执行文件格式的历史几乎是操作系统的发展史。

COFF 是由 Unix System V Release 3 首次提出并使用的格式规范，后来 Microsoft 在其基础上，制定了 PE格式标准，并将其应用于自家的 Windows NT 系统。后来，System V Release 4 在 COFF 的基础上引入了ELF 格式，目前流行的 Linux 系统也是以 ELF 作为基本的可执行文件格式。这也是为什么目前 PE 和 ELF 如此相似的原因，因为它们都是源于同一种可执行文件格式 COFF。

在 COFF 之前，Unix最早的可执行文件格式是 a.out 格式，中文意为汇编器输出。因其设计简单，以至于后来共享库出现的时候，a.out 格式变得捉襟见肘，难以满足共享库实现的要求，于是从 Unix System V Release 3 开始被 COF F取代。由于 COFF 格式的设计非常通用，以至于 COFF 的继承者 PE 和 ELF 目前还在被广泛地使用。COFF 的主要贡献是在目标文件中引入了“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，还定义了调试数据的格式。

参考文献

[1] 俞甲子,石凡.程序员的自我修养——链接、装载与库[M].北京:电子工业出版社,2009-04.C3.1目标文件格式.P56-58

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