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  • 0.2 里面说过,当你使用gcc -o hello hello.c 时,gcc实际是先调用cpp预处理hello.c中预处理命令,再自己编译之,最后调用ld进行连接生成可执行文件。Windows下是cl.exe 和link.exe。用- c选项可以让编译器不连接...

    0.2 里面说过,当你使用gcc -o hello hello.c 时,gcc实际是先调用cpp预处理hello.c中的预处理命令,再自己编译之,最后调用ld进行连接生成可执行文件。Windows下是cl.exe 和link.exe。

    用- c选项可以让编译器不连接,如 gcc -c hello.c,或是cl -c hello.c 这样会只将源文件编译成目标文件。Unix下叫hello.o,Windows下叫hello.obj。目标文件是不能执行的,但是目标文件中已经是可以 执行的机器指令了。其实目标文件和最后生成的可执行文件一样,都是一组函数(函数就是一段一段的机器指令),两者的区别在于目标文件中对函数的调用都是按 名字调用的,而可执行程序中已经是按地址调用了。先举例子,比如hello.c 程序中调用了printf("hello.c");。编译成的目标文件中,会有一个符号表,其中有一个符号叫printf,并且表明他是一个函数。但是由 于这个函数实际在标准库中,所以还不知道这个函数的具体细节,只有符号在那里。Hello world例子中,自己写的只有一个源文件,编译之后只需要与C语言的标准库连接就可以。

    C语言的标准库实际就是一组函数。在 Windows下你安装了VC或是VS会给你安装上,在%VCHOME%/lib目录下,叫msvcrt.lib。这个lib文件实际使用的是% Windows%/system32下的msvcrt.dll。在Unix下在/usr/lib下,一般叫libc.so或是glibc.so等名字。C 语言的标准库基本上是操作系统不可缺少的部分。

    首先生成hello.o或是hello.lib文件, 然后编译器调用ld或是link.exe将目标文件与C语言的标准库连接。连接在一起的时候,就可以决定, 每个函数的地址。比如main函数在0x400008出,prinft在0x400030 出。然后开始resovle符号。发现hello.o中有一个函数叫main,main中有一个对printf函数的调用,而C语言的标准库中的符号表中 有一个printf的函数,于是main中对printf的函数调用就转到标准库中printf函数的入口去了,函数调用就被翻译成一条汇编指令比如叫 call 0x400030了。最后会给程序加上一段stratup代码,这段代码完成一些初始化工作比如读参数,共享文件表等等,然后调用查找叫main的函数, 调用main。连接的过程就完成了。

    当程序大的时候,需要多个源文件。会产生多个目标文件,可能目标文件a调用了目标文件b内的函数,这 些最后都是在连接的时候resolve的。还是先举例子,比如有两个文件hello.c和foo.c,那么编译的时候可以写成gcc -o hello hello.c foo.c,但是实际上编译器是这样作的,

    gcc -c hello.c
    gcc -c foo.c
    ld -0 hello hello.o foo.o
    上面3行命令的意义应该很清楚。

    下面说说连接时容易产生的问题:
    1. unresolved symbol:这个问题一般是忘了连接某个库,或是连接某个目标文件造成的。
    2. 符号已定义,或是符号冲突:这个问题一般是有函数或变量重名造成的。
    连接时候产生的错误并不报告是那个文件那一行错了,找起来会很麻烦。一般要用文件搜索找到相应的符号在那里。 
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  • 前几天上课又又听到了老师在宣扬“计算机行业没有经验...上次讲了,编译程序首先调用预处理程序处理C语言文件中预处理命令,然后自己编译之生成目标文件,最后调用连接程序将目标文件和库文件连接成一个可执行程序。

    前几天上课又又听到了老师在宣扬“计算机行业没有经验”的论点。说计算机行业发展的太快,越老越不行,积累的经验转眼就过时。这种浮躁的言论已经听过无数次了,但是一个大学研究生课的老师在课堂上讲出来还是第一次。今天这个主题就和60年前计算机就出现的东西有关。

    上次讲了,编译程序首先调用预处理程序处理C语言文件中的预处理命令,然后自己编译之生成目标文件,最后调用连接程序将目标文件和库文件连接成一个可执行程序。那么一段计算机程序到底是什么呢?

    60年前阿兰.图灵,冯.诺依曼等人提出了计算机的体系模型,60年过去了目前实际运行的计算机都是注明的冯.诺依曼体系。首先讲图灵机的概念,下面是www.wikipedia.org 条目Turing machienes对通用图灵机的简介:

    Turing machines are extremely basic abstract symbol-manipulating devices which, despite their simplicity, can be adapted to simulate the logic of any computer that could possibly be constructed. They were described in 1936 by Alan Turing. Though they were intended to be technically feasible, Turing machines were not meant to be a practical computing technology, but a thought experiment about the limits of mechanical computation; thus they were not actually constructed. Studying their abstract properties yields many insights into computer science and complexity theory.

    A Turing machine that is able to simulate any other Turing machine is called a Universal Turing machine (UTM, or simply a universal machine). A more mathematically-oriented definition with a similar "universal" nature was introduced by Alonzo Church, whose work on lambda calculus intertwined with Turing's in a formal theory of computation known as the Church–Turing thesis. The thesis states that Turing machines indeed capture the informal notion of effective method in logic and mathematics, and provide a precise definition of an algorithm or 'mechanical procedure'.

    这个条目有图灵机的形式化定义,以及关于图灵机几个著名问题的证明。简单来说图灵机由4部分构成:
    1. 一条无限长的纸带,分为一个一个单元,这条纸带可以左右移动。每个单元可以记录符号。
    2. 一个头,可以在纸带上读和写符号。
    3. 活动表,记录了纸带和头如何活动。
    4. 一个状态寄存器,记录活动表的状态。
    图灵模仿了人解题的过程,解决一个问题时,头在根据活动表的内容读或写纸带单元的内容,并相应的移动纸带。这个模型就是现代计算机的鼻祖。后来冯.诺依曼提出了更具体的计算机体系。计算机由5部分组成:
    1. 执行单元
    2. 运算部件
    3. 内存
    4. I/O
    5. 程序计数器PC
    执 行单元根据PC指示的地址去内存中读取指令,然后指令可以读写内存,将内存取出的数字交给运算部件运算。冯.诺依曼机器中指令和数据是同一存储的。人通过 I/O来与计算机交互。这个模型和图灵机基本类似:纸带就是内存,活动表也是内存的一部分,头就是执行和运算部件。程序就是活动表中左右移动纸带,读写纸 带的活动序列。同样本质上来讲程序就是内存中的指令序列。

    后来编写程序的技术日新月异,各种概念技术层出不穷,但是本质上来说任何程序, 静态的如C, Forturn,Pascal,稍微动态一点的C++,Java,动态的Python, Lua,Ruby,传说中的 Lisp,Prolog最终都是内存中的指令序列。因为60年来计算机都是遵循冯.诺依曼模型的。

    虽然人自己到底是怎么描述世界的还不是 很清楚,但是人描述世界的方式肯定和计算机描述世界的方式差别巨大,于是人们就不断的发展编程技术使得编程能更接近人描述世界的方式。首先是汇编。显然一 串数字是很不好记住的,于是用助记符去代表难以理解的数字。比如讲0xCC表示为int 3。后来发展出第一种高级语言Forturn。

    60 年代人们发现单纯的跳转指令,使得程序很不好理解(人不好理解,机器一点问题没有),于是发展出结构化程序设计,使得调用子程序(很多名字过程,函数,方 法)有了标准。后来人们发现子程序一般要和程序处理的数据结合在一起,于是就发展了面向对象OO的技术。编译器自动完成在函数调用的时候传递this参 数,省去了自己写的麻烦。后来发现程序编译完成后,没有源代码就无法知道该怎么调用,于是加入元数据让编译完成之后的组建也能自己描述自己。

    无论技术怎么更新,新技术只是自动的解决原来技术中不足的地方。比如用汇编照样可以写出面向对象的程序,但是用Java就方便的多,因为编译器帮你完成了许多工作,但是一个Java程序和一个汇编程序一样,最终执行的时候都是一条一条的计算机指令没有什么区比。

    第0章说过,C语言重要的一条原因就是C语言最贴近计算机的模型。C语言由一组函数构成,函数就是一段一段的指令序列。函数中有一个叫main的,程序从main开始执行起,就是指令序列的起点。一直到结束,就是一个完成的指令序列。 
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  • 7.4 可重定位目标文件

    2018-09-06 19:54:25
    下图展示了一个典型的ELF可重定位目标文件的格式。ELF头(ELF Header)以一个16字节的序列开始,这个序列描述了生成该文件的系统的字的大小和字节顺序,ELF头剩下的部分包含帮助链接器语法分析和解释目标文件的信息...

    下图展示了一个典型的ELF可重定位目标文件的格式。ELF头(ELF Header)以一个16字节的序列开始,这个序列描述了生成该文件的系统的字的大小和字节顺序,ELF头剩下的部分包含帮助链接器语法分析和解释目标文件的信息。其中包括ELF头的大小,目标文件的类型(如可重定位,可执行性,或者共享的),机器类型(如x86-64),节头部表(section header table)的文件偏移,以及节头部表中条目的大小和数量。不同节的位置和大小是由节头部表描述的,其中目标文件中每个节都有一个固定大小的条目。
    这里写图片描述
    加载ELF头和节头部表之间的都是节。一个典型的ELF可重定位目标文件包含下面的几个节:
    .text:已编译程序的机器代码。
    .rodata:只读数据,如printf语句中的格式串和开关语句的跳转表。
    .data:已初始化的全局和静态C变量。局部变量在运行时被保存在栈中,即不出现在.data节中,也不出现在.bss节中。
    .bss: 未初始化的全局变量和静态C变量,以及所有被初始化位0的全局或静态变量。在目标文件中这个节不占据实际的空间,它仅仅时一个占位符。目标文件格式区分已初始化和未初始化变量是为了空间效率:在目标文件中,未初始化变量不占用任何实际的磁盘空间。运行时,在内存中分配这些变量,初始值为0.
    .symtab:一个符号表,它存放在程序中定义和引用的函数和全局变量的信息,一些程序员错误的认为必须通过-g选项来编译一个程序,才能得到符号表的信息。实际上每个可重定位目标文件在.symtab中都有一张符号表(除非程序员特意使用STRIP命令去抹掉它)。然而,和编译器中的符号表不同,.symtab符号表不包括局部变量的条目。
    .rel .text:一个.text节中位置的列表,当链接器把这个目标文件和其他文件组合时,需要修改这些位置。一般而言,任何调用外部函数或者引用全局变量的指令都需要修改。另一方面,调用本地函数的指令则不需要修改。注意,可执行目标文件中并不需要重定位信息,因此通常省略,除非用户显示的指示链接器包含这些信息。
    .rel .data:被模块引用或定义的所有全局变量的重定位信息,一般而言,任何已初始化的全局变量,如果它的初始值是一个全局变量地址或者外部定义函数的地址,都需要被修改。
    .debug:一个调试符号表,其条目是程序中定义的局部变量和类型定义,程序中定义和引用的全局变量,以及原始的C源文件,只有以-g选项调用编译器驱动程序时,才会得到这张表。
    .line:原始C源程序中的行号和.text节中机器指令之间的映射。只有以-g选项调用编译器驱动程序时,才会得到这张表。
    .strtab:一个字符串表,其内容包括.symtab和.debug节中的符号表,以及节头部中的节名字。字符串表就是以null结尾的字符串的序列。

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  • 针对每一种典型网架拓扑结构,以经济目标建立分布式电源规划模型,并采用模拟退火粒子群优化算法对模型求解。基于实际城市配电网进行算例分析,分析结果表明所提方法能够灵活地指导分布式电源规划,从而为可...
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  • 典型的用例是用于持久目的的后门应用程序。 例如: 使用procmon检查您想要后门的目标应用程序,查看它通过静态IAT加载了哪些DLL。 您可以清楚地看到这一点,因为应用程序先尝试从应用程序自己的文件夹中加载...

空空如也

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典型的生成性目标