ELF文件格式全解：从源代码到可执行程序的Linux之旅（深入浅出Linux程序运行原理）

上图直观展示了ELF的结构。在Linux程序编译过程中，编译器会生成目标文件（.o文件），这些文件就是ELF格式的，包含代码节和数据节。链接器则将多个目标文件合并成可执行文件或共享库。

从源代码到可执行程序：编译、汇编和链接

这个流程分为三步：

1. 编译：编译器（如gcc）将源代码（如C语言）转换成汇编代码。
2. 汇编：汇编器将汇编代码转换成机器码，并生成ELF格式的目标文件。
3. 链接：链接器（如ld）将一个或多个目标文件合并，解析符号引用，生成最终的可执行ELF文件。这个过程可能涉及动态链接，即程序运行时才加载共享库。

程序加载和运行：动态链接与执行

当你运行一个程序时，操作系统会启动程序加载过程：

• 加载：系统读取ELF文件头，根据段信息将代码和数据映射到内存地址空间。
• 动态链接：如果程序使用共享库，动态链接器（如ld-linux.so）会加载所需的库，并解析符号地址。这使得程序可以高效共享代码。
• 执行：CPU从入口点开始执行代码，程序正式运行。

整个流程体现了ELF的核心作用：它统一了文件格式，使得编译、链接和加载都能标准化进行。掌握ELF有助于调试程序、优化性能，甚至进行安全分析。

总结

ELF是Linux程序的基石，从编译到运行都离不开它。通过本教程，你了解了ELF文件格式的基本结构，以及Linux程序编译、链接和加载的全流程。希望这对你深入Linux世界有帮助！记住，动态链接和程序加载是关键环节，它们确保了程序的灵活性和效率。