C语言执行过程
预处理——>编译——>汇编——>链接
编译成汇编文件，再由汇编文件生成目标文件（待重定位文件）
编译
gcc -c -o kernel/main.o kernel/main.c
-c：编译汇编到目标代码，不进行链接
-o：将输出的文件以指定的文件名来存储，得到main.o文件
main.o文件是目标文件，也是待重定位文件，这个文件中调用的函数和使用的变量都没有安排编址，也没有和其它的目标文件链接成一个可执行文件。
由于不知道可执行文件由几个目标文件组成，所以目标文件中使用的符号（调用的函数或使用的变量）一律在链接阶段进行编址。
链接
ld kernel/main.o -Ttext 0xc0001500 -e main -o kernel/kernel.bin
ld 是链接，将目标文件链接编址
-Ttext：指定程序的入口地址，表示程序将从哪里开始执行
-e：指定起始执行的名
-o：将文件输出为kernel.bin
目标文件（待重定位文件）
汇编后生成的目标文件，在该目标文件中，如果引用了其它外部文件中定义的符号（变量或者函数），在编译阶段只能标出一个符号名，该符号的具体地址还不确定，因为还不知道这个符号在哪个外部文件中，该外部文件需要在重定位后才能确定地址，而重定位需要在链接阶段完成的。
可执行文件
Windows下可执行文件是：PE
Linux下可执行文件是：elf（可执行链接格式）
gcc编译后生成elf文件的头目的是什么
每个程序是单独存在的，程序的入口地址信息需要和程序绑定，在程序的头文件中写入入口地址，主调函数调用后将其加载到入口地址处，然后跳转过去执行。
大体上粗糙的看，一个程序被编译链接成可执行文件后，会生成一个文件头，文件头后面才是写的程序。文件头中指定了程序起始地址和程序的大小。文件头中指定的程序的入口地址，也就是这个程序开始执行的地址。操作系统在加载的时候读到文件头信息，知道其入口地址，也获取了该程序的大小，那么就将这个程序载入入口地址为其文件头指定的入口地址，然后跳转过去执行。注意也必须要知道这个程序的大小，因为每个进程都有自己的页表，这个页表包括程序的所有数据（代码段，数据段，堆栈）载入时需要给这个进程按照页表大小的粒度给其分配内存，然后写他的内存的bitmap。
ELF（Executable and Linkable Format）是Linux下可执行二进制文件
ELF文件格式
在链接时会给程序编址，也要指定程序的入口地址，为了防止在加载程序时加载地址不要写死，将程序的入口地址写在程序的头文件中，在加载程序的时候读出程序的入口地址，然后将程序加载到入口地址处，然后跳转到程序的入口地址处执行。
程序头只是元信息，它不是可执行性代码，操作系统将这种具有程序头格式的程序文件从外存读到内存后，从该程序的头文件中读出入口地址，需要跨过程序头直接跳转到入口处执行。
ELF header就是用一个固定大小的数据结构存储程序头表（program header table）和节头表（section header），一个可执行文件开头的部分一定是 elf header。
注意：在elf头中规定了程序的入口地址，指明了操作系统在运行该程序时，将控制权转交到虚拟地址。Elf头在一个文件中的规定位置，其大小也是固定的。Elf头中还有一些重要信息，是用来描述段头表的，段头表也是表，其中存放的是各个段的信息，各个段的信息重要的包含了该段在内存中的大小，该段在内存中的虚拟起始地址。因为elf格式是通过gcc ， ld后生成的，ld连接时就指定了程序的入口地址，ld后生成的文件是在磁盘上的，需要将这个可执行文件（带有文件头的文件）加载到内存中，然后分析文件头中的信息，具体做法是：在elf可执行文件中，将段头表的信息读取出来（主要是段在内存的大小和段在内存的起始虚拟地址），将这个段加载到其指定的位置即可。
ELF Header中规定了文件类型，入口地址，编码方式（大端、小端），体系结构类型，Program Header大小和偏移， sector Header大小和偏移。
Program Header中描述了位于磁盘上文件中的段（数据段代码段等），说明本段在文件中的偏移，在内存中的虚拟地址，段的大小等。
ELF的生成过程
*step1：预处理*
处理头文件、宏、注释等，生成 .i 文件
*step2：编译*
通过编译器gcc将文件编译成汇编代码， 生成 .S 文件
*step3：汇编*
通过汇编器 as 将汇编代码转换为机器指令， 生成目标文件 .o 文件（可重定位文件）
*step4：链接*
通过链接器 ld 将多个目标文件和库文件，生成 ELF 文件（可以直接执行的文件）
当多个可重定位文件链接成一个可执行文件时，计算机如何知道程序的入口地址在哪？程序内的地址是在链接阶段编址的，所以在链接阶段必须要明确入口地址，连接器规定默认把名为_start的函数作为程序的入口地址，除非特别指定
操作系统加载ELF文件
【由链接器生成的ELF文件首先会存储在磁盘上，然后由操作系统在程序执行时将其载入内存】
step1：系统调用 execve() 将elf文件加载进内存
step2：解析elf 文件， 读取elf 文件头部（elf header），验证文件类型和权限，检查程序头表（Program Headers），确定需要加载的段，如代码段.text、数据段.data
step3：分配内存，将代码段和数据段映射到内存指定地址
step4：如果有动态链接，加载动态库到内存
step5：设置堆和栈参数
step6：跳转到入口地址执行
程序中多个节section经过链接后变成segment，segment就是程序中的代码段、数据段等，多个section组成段。一个程序中的segment和section的大小和数量都是未知的，所以需要一个数据结构描述他们，就像GDT那样。
程序头表（program header table）：描述程序头
节头表（section header table）：描述节头
Elf格式：位于文件最开始位置并且具有固定大小的数据结构，描述程序头表和节头表，它主要作用于链接阶段和运行方面。
Elf header结构
操作系统加载器是如何加载内核文件的呢？
Loader加载内核
Step1：加载内核：把内核文件（kernel.bin）加载到内核缓冲区
Step2：初始化内核：在分页后将加载进来的elf内核文件安置到相应的虚拟内存中，然后跳过去执行，loader的任务结束。【loader分析elf格式的kernel.bin文件，并将其展开到新的位置，这才是真正的内核】
****注意：****从磁盘加载进内存的elf格式的kernel.bin文件，需要再次经过loader解析，将其按照elf的内容展开到新的地址空间，展开后的kernel才是真正的内核映像，展开后最初的kernel.bin就没有用了，然而内核是需要放在低1MB内存空间的，所以最初的kernel.bin文件要尽可能放在高位置，因为被覆盖了也没关系，展开后的kernel尽量放在低位置，它可以有足够的空间向上增长
