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<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"><html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><head><meta name="generator" content="HTML Tidy, see www.w3.org" /><title>二进制文件格式</title><meta name="GENERATOR" content="Modular DocBook HTML Stylesheet Version 1.7" /><link rel="HOME" title="FreeBSD 使用手册" href="index.html" /><link rel="UP" title="UNIX 基础" href="basics.html" /><link rel="PREVIOUS" title="设备和设备节点" href="basics-devices.html" /><link rel="NEXT" title="取得更多的资讯" href="basics-more-information.html" /><link rel="STYLESHEET" type="text/css" href="docbook.css" /><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=GB2312" /></head><body class="SECT1" bgcolor="#FFFFFF" text="#000000" link="#0000FF" vlink="#840084"alink="#0000FF"><div class="NAVHEADER"><table summary="Header navigation table" width="100%" border="0" cellpadding="0"cellspacing="0"><tr><th colspan="3" align="center">FreeBSD 使用手册</th></tr><tr><td width="10%" align="left" valign="bottom"><a href="basics-devices.html"accesskey="P">后退</a></td><td width="80%" align="center" valign="bottom">章 3. UNIX 基础</td><td width="10%" align="right" valign="bottom"><a href="basics-more-information.html"accesskey="N">前进</a></td></tr></table><hr align="LEFT" width="100%" /></div><div class="SECT1"><h1 class="SECT1"><a id="BINARY-FORMATS" name="BINARY-FORMATS">3.12.二进制文件格式</a></h1><p>要理解为什么FreeBSD使用<span class="CITEREFENTRY"><spanclass="REFENTRYTITLE">elf</span>(5)</span>格式，你必须首先了解一些<spanclass="TRADEMARK">UNIX</span>®系统中的 三种``主要''可执行文件格式的有关知识:</p><ul><li><p><span class="CITEREFENTRY"><span class="REFENTRYTITLE">a.out</span>(5)</span></p><p>是最古老和``经典的'' <span class="TRADEMARK">UNIX</span> 目标文件格式，这种格式在其文件的开始处有一个短小而又紧凑的首部，该首部带有一个魔幻数字，用来标识具体的格式(更多详情参见<span class="CITEREFENTRY"><spanclass="REFENTRYTITLE">a.out</span>(5)</span>)。 这种格式包含3个要装载入内存的段：.text，.data， 和 .bss，以及 一个符号表和一个字符串表。</p></li><li><p><acronym class="ACRONYM">COFF</acronym></p><p>SVR3目标文件格式。其文件头现在包括一个区段表(section table)，因此除了.text，.data，和.bss区段以外，你还可以包含其它的区段。</p></li><li><p><span class="CITEREFENTRY"><span class="REFENTRYTITLE">elf</span>(5)</span></p><p><acronym class="ACRONYM">COFF</acronym>的后继者，其特点是可以有多个区段，并可以使用32位或64位的值。它有一个主要的缺点：<acronym class="ACRONYM">ELF</acronym>也在其设计时假设每个系统体系结构只有一种ABI。这种假设事实上相当错误，甚至在商业化的SYSV世界中都是错误的(它们至少有三种ABI: SVR4, Solaris, SCO)。</p><p>FreeBSD试图在某种程度上解决这个问题，它提供一个工具，可以 对一个已知的<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>可执行文件 <span class="emphasis"><iclass="EMPHASIS">标识</i></span>它所遵从的ABI的信息。 更多这方面的知识可以参见手册页<spanclass="CITEREFENTRY"><span class="REFENTRYTITLE">brandelf</span>(1)</span></p></li></ul><p>FreeBSD从``经典''阵营中来，因此使用了<span class="CITEREFENTRY"><spanclass="REFENTRYTITLE">a.out</span>(5)</span>格式，众多BSD版本的发行(直到3.X分支的开始)也证明了这种格式的有效性。虽然在那以前的某段时间，在FreeBSD系统上创建和运行<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>格式的二进制可执行文件(和内核)也是可能的，但FreeBSD一开始并不积极``进步'' 到使用<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>作为其缺省的格式。为什么？噢，当Linux阵营完成了转换到<acronym class="ACRONYM">ELF</acronym>格式的痛苦历程后，却发现并不足以由此而放弃<tt class="FILENAME">a.out</tt>可执行文件格式，因为正是由于它们不灵活的，基于跳转表的共享库机制，使得销售商和开发者们构建共享库非常困难。 直到已有的<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>工具提供了一种解决共享库问题的办法，并被普遍认为是``前进方向''以后，迁徙的代价在FreeBSD界才被接受，并由此完成了迁徙。FreeBSD的共享库机制其基础更类似于Sun <spanclass="TRADEMARK">SunOS</span>™的共享库机制， 并且正因为此，其易用性很好。</p><p>那么，为什么会有这么多不同的格式呢？</p><p>回溯到蒙昧和黑暗的过去，那时只有简单的硬件。这种简单的硬件支撑了一个简单和小型的系统。在这样的简单系统上(PDP-11)<tt class="FILENAME">a.out</tt>格式足以胜任表达二进制文件的任务。当人们将<spanclass="TRADEMARK">UNIX</span>从这种简单的系统中移植出来的时候， <ttclass="FILENAME">a.out</tt>格式被保留了下来，因为对于早期将<spanclass="TRADEMARK">UNIX</span>移植到 Motorola 68k，VAXen等系统来说，它还是足够可用的。</p><p>然后，一些聪明的硬件工程师认为，如果可以让软件完成一些简单的聪明操作，那么他们就可以在硬件设计中减少若干门电路，并可以让CPU核心运行得更快。 当<ttclass="FILENAME">a.out</tt>格式用于这种新型的硬件系统时(现在我们叫它 <acronymclass="ACRONYM">RISC</acronym>)，显得并不合适。因此，人们设计了许多新的格式以便在这样的硬件系统上能获得比简单的<tt class="FILENAME">a.out</tt>格式更优越的性能。诸如<acronym class="ACRONYM">COFF</acronym>，<acronymclass="ACRONYM">ECOFF</acronym>，还有其它一些晦涩难懂的格式正是在这个阶段被发明出来的，人们也研究了这些格式的局限性，慢慢地最终落实到<acronym class="ACRONYM">ELF</acronym>格式。</p><p>同时，程序的大小变得越来越大，磁盘空间(以及物理内存)相对来说却仍然较小，因此共享库的概念便产生了。VM系统也变得越来越复杂了。当所有这些进步都建立在 <ttclass="FILENAME">a.out</tt>格式的基础上的时候，它的可用性随着每个新特性的产生就受到了严重考验。并且，人们还希望可以在运行时动态装载某些东西，或者在初始化代码运行以后可以丢弃部分程序代码，以便节约主存储器和交换区。编程语言也变得越来越复杂，人们希望可以在main()函数执行之前自动执行某些代码。为了实现所有这些功能，人们对<tt class="FILENAME">a.out</tt>格式作了很多改动(hack)，他们在某个阶段里基本也是可行的。随着时间的推移，<tt class="FILENAME">a.out</tt>格式不得不增加大量的代码和复杂度来满足这些需求。虽然<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>格式解决了许多这样的问题，但是从一个可用的系统迁移到另一个系统却是痛苦的。因此直到继续保留<tt class="FILENAME">a.out</tt>格式的代价比迁移到<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>格式 的代价还大的时候，人们才会最终转换到<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>格式。</p><p>然而，随着时间的推移，FreeBSD系统本身的编译工具(特别是汇编器和装载器)赖以派生的编译工具，其发展却形成了两个平行的分支。FreeBSD这个分支增加了共享库，并修改了一些错误。而原先编写了这些工具的GNU人则重写了这些工具，并对交叉编译提供了更简化的支持，还随意插入了不同格式的支持，等等。虽然很多人希望创建针对FreeBSD的交叉编译器，但他们却并未如愿以偿，因为FreeBSD的<b class="APPLICATION">as</b> 和<bclass="APPLICATION">ld</b>的源代码更为老旧，所以无法完成这个任务。 新的GNU工具链(<bclass="APPLICATION">binutils</b>)则确实支持交叉编译，<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>格式，共享库，C++扩展，等等。并且，由于很多供应商都发布<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>格式的二进制文件，因而让FreeBSD能够运行它们将是一个很好的事情。</p><p><acronym class="ACRONYM">ELF</acronym>格式比<ttclass="FILENAME">a.out</tt>格式开销要大些，同时也 允许基础系统有更好的扩展性。<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>格式的有关工具有着更好的维护，并且提供交叉编译支持，这对许多人来说是很重要的。<acronymclass="ACRONYM">ELF</acronym>格式可能会稍微慢一些，但很难测量出来。另外，在这两者之间，有许多细节也是不同的，比如它们映射页面的方式，处理初始化代码的方式，等等。所有这些都不太重要，但这也确实是不同之处。在将来的适当时候，<tt class="FILENAME">GENERIC</tt>内核将不再支持<ttclass="FILENAME">a.out</tt>格式，并且， 当不再需要运行遗留的<ttclass="FILENAME">a.out</tt>格式程序时，内核也将不再提供对其的支持。</p></div><div class="NAVFOOTER"><hr align="LEFT" width="100%" /><table summary="Footer navigation table" width="100%" border="0" cellpadding="0"cellspacing="0"><tr><td width="33%" align="left" valign="top"><a href="basics-devices.html"accesskey="P">后退</a></td><td width="34%" align="center" valign="top"><a href="index.html"accesskey="H">起点</a></td><td width="33%" align="right" valign="top"><a href="basics-more-information.html"accesskey="N">前进</a></td></tr><tr><td width="33%" align="left" valign="top">设备和设备节点</td><td width="34%" align="center" valign="top"><a href="basics.html"accesskey="U">上一级</a></td><td width="33%" align="right" valign="top">取得更多的资讯</td></tr></table></div></body></html>⌨️ 快捷键说明
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