程序执行过程

程序执行过程
程序执行过程_第1张图片
不同操作系统可执行文件的格式不同
Linux:ELF (Execuatable and Linkable File Format)
Windows:PE (Portable Executable Format)
这也是为什么一个程序无法同时在Linux和Windows下运行


这里举例ELF文件格式
程序执行过程_第2张图片
ELF文件格式把各种信息,分成一个一个的Section保存起来。ELF有一个基本的文件头(File Header),用来表示这个文件的基本属性,比如是否是可执行文件,对应的CPU、操作系统等等。除了这些基本属性之外,大部分程序还有这么一些Section:

  1. 首先是.text Section,也叫作代码段或者指令段(Code Section),用来保存程序的代码和指令;

  2. 接着是.data Section,也叫作数据段(Data Section),用来保存程序里面设置好的初始化数据信息;

  3. 然后就是.rel.text Secion,叫作重定位表(Relocation Table)。重定位表里,保留的是当前的文件里面,哪些跳转地址其实是我们不知道的。比如上面的 link_example.o 里面,我们在main函数里面调用了 add 和 printf 这两个函数,但是在链接发生之前,我们并不知道该跳转到哪里,这些信息就会存储在重定位表里;

  4. 最后是.symtab Section,叫作符号表(Symbol Table)。符号表保留了我们所说的当前文件里面定义的函数名称和对应地址的地址簿。

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链接器会扫描所有输入的目标文件,然后把所有符号表里的信息收集起来,构成一个全局的符号表。然后再根据重定位表,把所有不确定要跳转地址的代码,根据符号表里面存储的地址,进行一次修正。最后,把所有的目标文件的对应段进行一次合并,变成了最终的可执行代码。这也是为什么,可执行文件里面的函数调用的地址都是正确的。

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