《程式設計師自我修養》讀書筆記

胖白白發表於2024-05-18

程式設計師筆記

虛擬地址空間（虛擬記憶體）佈局
編譯與連結
- 例子原始碼
- 看看obj檔案的組成格式
  - 主要的段
  - 全部的段
  - 組成格式：頭資訊+段
一些概念和命令的總結
- 概念
- 命令

虛擬地址空間（虛擬記憶體）佈局

bss段節省的是檔案的空間，不是虛擬地址空間
指令段和資料段在程式執行起來後是不變的，不可伸縮
從0地址開始到0x08048000的128M地址空間，禁止訪問，比如這種操作：
```
char *p = NULL;
...
strlen(p);  // 訪問出錯
```

編譯與連結

下圖說明了編譯與連結的核心步驟，後面會用一個例子來說明其中的關鍵資訊

連結器，只對global 符號處理，不對local 符號處理

例子原始碼

int g_data1 = 10;
int g_data2 = 0;
int g_data3;

static int g_data4 = 11;
static int g_data5 = 0;
static int g_data6;

int main()
{
    int a = 12;
    int b = 0;
    int c;

    static int d = 13;
    static int e = 0;
    static int f;

    return 0;
}

PS：上面的原始碼哪些是指令，哪些是資料？紅色的是資料，綠色的是指令

區域性變數、函式屬於指令

全域性變數、靜態區域性變數屬於資料

看看obj檔案的組成格式

主要的段

gcc -c main.c得到main.o檔案，使用objdump -h main.o看看obj檔案的段：

VMA: 虛擬地址

LMA: 載入地址

VMA和LMA此時都是0，說明編譯步驟不給符號分配記憶體地址，符號解析完成後才會分配（連結時）

File off：地址偏移

Algn：對齊位元組

結合ELF header、File off和Algn可以算出每個段在虛擬地址空間佔的大小，這裡也可以發現.bss段不佔檔案空間（虛擬地址空間需要佔，否則符號放哪裡呢）

全部的段

readelf -S main.o可以檢視所有的段

組成格式：頭資訊+段

file main.o檢視檔案屬性，obj檔案為可重定位的檔案，不可執行

readelf -h main.o顯示obj檔案開始的檔案頭資訊

結合前面的段，加上這裡的ELF Header，可以看出obj檔案的組成格式：

一些概念和命令的總結

概念

CPU的位數是一次效能載入的最長的整數寬度，ALU的寬度，資料匯流排的條數
虛擬記憶體（虛擬地址空間）的大小 =2^CPU位數

命令

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