ELF Structure
ELF Header（檔案標頭）
位於檔案最開頭，記錄這個檔案的基本資訊：
- 檔案類型：是目標檔（.o）、可執行檔、還是動態函式庫（.so）
- 處理器架構：x86、ARM、RISC-V 等
- 位元組順序：big-endian 或 little-endian
- 程式起始執行位址
- 其他兩個重要表格（Program Header Table 和 Section Header Table）的位置
Program Header Table（程式標頭表）
只有可執行檔需要這個表格。 它指導作業系統如何將檔案內容載入到記憶體。
每一項記錄一個 segment（記憶體區段），包含：
- 這個 segment 在檔案中的位置
- 要載入到記憶體的哪個位址
- 大小
- 存取權限：可讀、可寫、可執行
例如：程式碼通常放在可讀可執行的 segment，資料則放在可讀可寫的 segment。
.text Section（程式碼區段）
存放編譯後的機器指令，也就是程式實際執行的內容。
- 你寫的 C 程式碼 → 編譯器轉成組合語言 → 組譯器轉成機器碼 → 存放在這裡
- 執行時的權限：可讀、可執行，但不可寫（防止程式意外修改自己的指令）
- 例如：
int add(int a, int b) { return a + b; }編譯後的指令就在這裡
區域變數定義也存放在這裡，因為區域變數是執行到此 instruction 才會被分配到 stack frame 上
.data Section（已初始化資料區段）
存放有給初始值的全域變數和靜態變數。
- 例如：
int count = 10;或static char message[] = "Hello"; - 程式載入時，會將這些變數連同初始值一起複製到記憶體
- 執行時的權限：可讀、可寫
.bss Section（未初始化資料區段）
存放沒有初始值或初始值為 0 的全域變數和靜態變數。
- 例如：
int array[1000];或static int counter; - 特點：在檔案中不佔實際空間，只記錄需要多少記憶體
- 程式載入時，作業系統才分配記憶體並全部設為 0
- 這樣設計可以大幅減少執行檔大小
.symtab Section（符號表）
記錄程式中所有符號（函數名稱、變數名稱）的資訊。
每個符號包含：
- 類型：是函數還是變數
- 所在位置：屬於哪個 section
- 記憶體位址和大小
- 作用範圍：local、global 或 weak
用途：
- 鏈接階段：找到函數和變數的實際位址（例如找到
printf的位址） - 除錯時：讓除錯器顯示有意義的名稱，而不只是記憶體位址
.rel.text Section（程式碼重定位資訊）
記錄 .text 中哪些位址需要在鏈接或載入時修正。
- 編譯時無法確定最終的記憶體位址，所以先用暫時位址
- 例如：呼叫其他檔案定義的函數時，需要等鏈接後才能填入正確位址
- 這個 section 就記錄「哪些地方需要修正」
- 例如：
extern
.rel.data Section（資料重定位資訊）
與 .rel.text 類似，但針對 .data 中的指標資料。
- 例如：
int *ptr = &global_var; - 編譯時無法確定
global_var的最終位址 - 記錄這個指標的位置，等鏈接時再填入正確位址
- 在動態函式庫中特別重要（因為載入位址每次可能不同）
.debug Section（除錯資訊）
使用 gcc -g 編譯時會產生的額外資訊。
包含：
- 原始碼檔名
- 程式碼行號與機器碼的對應
- 變數的類型資訊
- 函數的參數資訊
用途：讓除錯器（如 gdb）能夠顯示原始碼、設定中斷點、檢查變數值
Section Header Table（區段標頭表）
列出所有 sections 的詳細資訊。
每一項包含：
- Section 名稱和類型
- 在檔案中的位置
- 應該載入到記憶體的哪個位址
- 大小
- 對齊要求
用途：
- 對於目標檔（.o）：鏈接器需要它來組合多個檔案
- 對於可執行檔：主要供分析工具使用（如 objdump、readelf）