UNIX/Linux平台可执行文件格式深入解析：聚焦ELF

"UNIX/Linux平台的可执行文件格式分析，主要关注ELF文件的加载机制和三种主要格式：a.out、COFF和ELF的比较。文章由施聪撰写，介绍了可执行文件的基本要素，包括代码、数据、重定位和符号信息，并强调了段和节的概念。加载过程以ELF为例，内核读取头部，识别可加载段并使用mmap函数映射到内存。" 在UNIX和Linux系统中，可执行文件格式起着至关重要的作用，它们决定了程序的性能、资源利用率和可移植性。文章首先概述了可执行文件的一般特性，指出文件通常包含代码、数据、重定位和符号信息，以及可能的调试和硬件信息，这些信息被组织成段或节。 接着，文章详细阐述了ELF（Executable and Linking Format）文件的加载流程。当系统启动一个ELF可执行文件时，内核会读取文件头，获取文件结构信息，找到标记为可加载的段，然后使用mmap系统调用来将这些段的内容映射到内存中。mmap函数允许将文件或文件的一部分直接映射到进程的地址空间，这样程序可以直接访问文件内容，无需通过磁盘I/O，提高了效率。 文章还提到了其他两种格式：a.out和COFF。a.out是早期UNIX系统中的标准格式，它简洁但功能有限，不支持大型程序和复杂链接。COFF（Common Object File Format）则是一种更为通用的格式，广泛用于多种UNIX变种，它提供了更多的元数据支持，但相比ELF，它的动态链接功能较弱。 ELF文件格式是现代Linux和许多其他UNIX-like系统的标准，它支持静态和动态链接，具有强大的调试信息和优化能力。ELF的动态链接机制使得程序可以延迟加载某些库，减少内存占用，并允许程序在运行时更新其依赖。此外，ELF还包含了丰富的元数据，如程序头表和节头表，为系统提供了详细的文件结构信息。 这篇文章深入探讨了可执行文件格式对系统性能的影响，尤其是ELF格式的高效加载和动态链接特性。通过对不同格式的比较，读者能更好地理解为什么ELF成为了现代UNIX/Linux系统的首选。作者通过详细的描述和分析，揭示了可执行文件内部结构与运行时行为之间的紧密联系，这对于系统开发者和性能优化人员尤其有价值。