二进制文件和操作系统

Question

我目前正在学习C ++，还有一些我不太了解的基本内容，以及我在不同搜索引擎上找不到任何有用的内容。

• 因为所有操作系统的可执行程序（Windows / Linux / Mac）都有不同的“二进制格式” - 有什么区别？我的意思是它们都是二进制的，但是除了所有的OS API之外还有什么真的不同吗？

• （Windows）这是一个愚蠢的问题 - 但是所有的应用程序都只是二进制（我的意思是0和1）？它们以哪种格式存储？ （因为在所有文本编辑器中都没有看到0和1，但主要是不可显示的字符）

祝你好运， 喇嘛

Answer 1

Windows / Linux的可执行文件的不同之处在于：

• 文件头的格式，即文件的一部分，用于索引文件其余部分的位置和内容;
• 系统调用所需的指令（中断，寄存器内容等）
• 二进制代码链接在一起的实际格式; Linux有几个不同的版本，我认为也适用于Windows。

应用程序是数据和机器语言操作码，塞进文件中。可执行文件中的大多数字节不包含文本，因此可以包含0到255之间的值，即所有可能的值。人们会说这是二进制的。一个字节中有8位，因此每个字节可以说包含8个二进制数字，其中一些是0和1。

Answer 2

Windows（PE），Linux（ELF），OS / X等（MACH-O）的可执行文件格式往往旨在解决常见问题，因此它们都具有共同的功能。但是，每个平台都指定了不同的标准，因此即使平台使用相同类型的CPU，这些文件也不会跨平台兼容。

可执行文件格式不仅用于可执行文件，还用于包含代码但从不直接由用户运行的库 - 仅加载到内存中以满足直接可执行二进制文件的需要。

可执行文件格式的共同特征：

• 一个或多个可执行代码块
• 一个或多个只读数据块，如文本和数字
• 一个或多个读/写数据块
• 有关在运行应用程序时将这些块放在内存中的说明
• 还需要加载有关哪些库（也是“可执行文件格式”）的说明，以及它们如何连接（ link ）到此可执行文件。
• 将代码和数据位置映射到描述它们的字符串或id的一个或多个表，对链接和调试很有用。

将这些格式与更基本的格式进行比较很有意思，例如古老的DOS .com文件，它简单地描述了要在下一个可用位置加载的64K各种“东西”，并且具有很少的功能上面列出的。

这种意义上的二进制用于将它们与以文本格式编写的“源”文件进行比较。二进制格式只是说它们是以非文本方式编码的，并不真正与0和1二进制意义相关。

Answer 3

当你了解它时，计算机中的每个文件都是“二进制”的，因为它在磁盘上存储为1和0的序列（甚至是文本文件）。在文本编辑器中打开文件时，它会根据各种编码规则将这些字符分组为字符。现在，如果文件实际上是一个文本文件，这将为您提供可读文本。但是，如果文件不是，文本编辑器将忠实地尝试和解码比特流，但很可能最终会有很多不可显示的字符，因为这些字节实际上不是字符的编码形式，而是CPU指令

至于你的问题的另一部分，关于“二进制格式”：有多种格式可以列出可执行文件的各个部分，例如ELF或Windows DLL / EXE格式。这些都准确地指定了文件在文件中的各个部分的位置（即元数据所在的位置，符号表所在的位置，入口点所在的位置，静态数据和资源所在的位置等）

Answer 4

Windows最常见的文件格式为PE;对于Linux是ELF。它们都包含大部分相同的东西（数据段，代码段等），只是因为它们是分开设计而不同。

应该注意的是，即使Windows和Linux都使用相同的文件格式，它们仍然无法运行彼此的二进制文件，因为系统API和可用的DLL / SO完全不同。