Mach-O Executable 文件结构

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    看这篇文章以及这个文档,获益匪浅,解答了我一直以来的关于我的代码最终是如何在机器跑起来的疑惑,并且可执行文件的结构会影响内存如何加载他们,分页,对最终程序运行有很大影响,总结一下。

    首先,一个 objective-c 可执行文件,.out 文件, 格式是 Mach-O,内部会分为多个 Segment,比如:

1.__TEXT: 放的是机器码,是 CPU 可以理解、执行的指令
2.__DATA: 放的是数据
3.__PAGEZERO: 一个坑位,会在 VM 当中占 4GB 的,

    当我们运行一个应用的时候,VM (virtual memory)system 会把可执行文件加载到进程的地址空间中。(背后地址映射机制没有深入研究。)可执行文件的各个 Segment 被加载到内存中,因为存在的 Segment 不同,各块内存的访问策略也不同。

1.__TEXT 对应的内存: 只读,可运行
2.__DATA 对应的内存: 读写,不可运行
3.__PAGEZERO 对象的内存: 不可读,不可写,不可运行,你访问 NULL 、 一个数值较小的指针,就是访问的这块儿内存,会报 EXC_BAD_ACCESS 错误。

    Segment 中又分为若干 Section。比如 __TEXT Segment 包含的 Section 情况如下。
这里写图片描述

    如上所示,const 变量是存储在代码区,load 到内存当中是只读的,是可以在多个进程之间共享的。我们知道,常量都用 const 修饰起来,这样可以提升性能。原因就在这里。1. 内存系统需要内存的时候,可以直接 discard 掉代码段,不需要回写到 disk 上,减少 IO。2. 对于一些动态库,内存中可以只存在一份代码段,多个进程进行共享。如果 Variable 不用 const 修饰,它会存在 __DATA Segment ,map 到内存中,是可读写的,每个进程都会维护一个自己的 data 区域,消耗的内存会更多。

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