【CS】知识索引汇总

Chapter 7

hello.o -> hello （链接）

一、静态链接

• 主要是将符号对应起来
• 两个主要任务：符号解析（符号引用与符号定义的对应）、重定位（符号定义与内存位置的对应）

1. 符号解析

• 解析多重定义的全局符号：规则：强符号（函数和已初始化的全局变量）、弱符号（未初始化的全局变量），1.强强× 2.强弱 强√ 3.弱弱 随机

2. 重定位

• 重定位节和符号定义：将所有相同类型的节合并为同一类型的新个聚合节
• 重定位节中的符号引用：修改代码节中对每个符号的引用，使得它们指向正确的运行时地址，依赖于重定位条目

（1）重定位条目

其中的重定义类型（主要的两个）

• R_X86_64_PC32：重定义一个使用32位PC相对地址的引用，指令中编码的32位值加上PC的当前运行值；PC值通常是下一条指令在内存中的地址。
• R_X86_64_32：重定义一个使用32位绝对地址的引用，指令中编码的32位值

二、动态链接

三、可重定位目标文件（.o）

• 图7-3
• 包含内容：ELF头、已编译程序的机器代码（.text）、对应辅助表:符号集合及符号表（.rodata、.data、.bss、.symtab、.rel.data、【】、.debug、【】、【】）、.text节中位置表（.rel.text）、原C行号与.text节中机器指令间映射表（.line）、字符串表（.strtab）、节头部表
• 节：ELF头~.strtab都是节，节头部表是描述目标文件的节

1. 符号表

• 每个可重定位目标模块m都有一个符号表
• 在链接器的上下文中，有三种符号：定义且能被引用、被引用、定义不能被引用（static 函数 全局变量）
• 符号表格式（.symtab中的ELF符号表）P469：name、binding、section、value、size等

四、可执行目标文件

• 图7-13
• 执行文件的连续的片（chunk）被映射到连续的内存段。程序头部表（program header table）描述了这种映射关系

加载可执行目标文件

• 怎么加载：Linux程序通过调用execve函数来调用加载器（loader）（操作系统代码），加载器来运行该可执行目标文件
• 什么叫加载：将程序复制到内存并运行的过程叫做加载
• （内核：操作系统驻留在内存的部分）
• 图7-15

五、静态库

• 相关的函数可以被编译为独立的目标模块，然后封装成一个单独的静态库文件（.a）
• 在链接时，链接器将只复制被程序引用的目标模块

创建一个静态库

• AR工具
• ar rcs libvector.a addvec.o multvec.o
• replace create 索引

链接静态库

• gcc main2.o libvector.a -static -o prog2c
• -static参数告诉编译器驱动程序，链接器应该构建一个完全链接的可执行目标文件

用 静态库来符号解析

• 存档文件（.a）：一组连接起来的可重定位目标文件的集合，有一个头部来描述每个成员目标文件的大小和位置。
• 目标文件
• E U D
• 命令行上库、目标文件的顺序

六、动态库（动态链接共享库）

• 共享库（.so）（shared library）（DLL 动态链接库（微软））：目标模块，可以加载到任意的内存地址，并和一个在内存中的程序链接起来，这个过程叫动态链接（dynamic linking），由动态链接器（dynamic linker）程序执行。

创建动态库

• gcc addvec.c multvec.c -shared -fpic -o libvector.so

链接动态库

• gcc main2.c libvector.so -o prog2l

第一部分：程序结构和执行

chapter2

序言

浮点数

• 编码：表示实数的科学记数法的以2为基数的版本 （？？？）

• 溢出：值为+∞

• 计算：不可结合的（因精度有限）

• 值：近似的

• 大量计算机的安全漏洞都是由于计算机算术运算的微妙细节引发的

• 计算机用几种不同的二进制表示形式来编码数值（如不同长度的整数和浮点数）

信息存储

• 最小可寻址的内存单位：字节
• 虚拟内存：内存，一个非常大的字节数组
• 虚拟地址空间：一个概念性映像，实际的实现是将各种硬件软件结合起来，为程序提供一个看上去统一的字节数组
• 每个程序对象可以简单视为一个字节块，而程序本身就是一个字节序列
• 程序对象：程序数据、指令、控制信息
• gcc -m32 prog.c

十六进制(hex)

• 转换技巧：

1. A(10) C(12) F(15)
2. 2^n (100000...000)2 (n个0)转换成hex要点：4* +

大端 小端

• 三种需要注意大端 小端的情况
• typedef 可以来命名数据类型

Chapter 10 ： 系统级I/O

Unix I/O

• 描述符：应用程序向内核申请打开某文件时，内核返回该文件的描述符，应用程序可用它来标识文件，而对于这个打开文件的所有信息则有内核来记录。

文件

• 文件类型：普通文件、目录、套接字（socket）等

基本操作过程

打卡和关闭文件

• open
• close

读和写文件

• read
• write

用RIO包健壮地读写

• 自动为你处理不足值
• 分类：无缓冲的输入输出函数、带缓冲的输入函数

无缓冲的输入输出函数

• rio_readn 不带缓冲
• rio_readnb 带缓冲
• rio_readlineb 从内部缓冲区复制一个文本行，当缓冲区变空，自动调用read重新填满
• rio_readinitb 创建一个空的读缓冲区，并将一个打开的文件描述符和这个缓冲区联系起来
• rio_writen

读取文件元数据

• stat
• fstat