程序员的自我修养-链接、装载与库读书笔记

温故而知新

为什么系统内存分段、分页？
直接将物理内存分配给进程使用存在三个问题：

* 地址空间不隔离 所有程序都直接访问物理地址，程序所使用的内存空间不是相互隔离的，恶意程序会撰改其他程序的内存数据达到破坏的目的  
* 内存使用效率低  
* 程序运行的地址不确定

解决上面存在的问题采用了一种间接访问地址的方法：虚拟地址

分段：把一段程序所需要的内存空间大小的虚拟空间映射到某个地址空间。这样可以达到程序与地址空间隔离不会访问别的程序的内存。
同时也解决程序运行地址不确定问题但是这样子会有一个问题，当内存不够用时被换入换出到磁盘的都是整个程序势必会降低效率。
所以我们需要进行粒度更小的换入换出。

分页：分页就是解决分段的大粒度问题。把地址空间认为的等分成固定大小的页，每一页的大小有硬件决定，或者硬件支持多种大小
的页，由操作系统选择决定页的大小。但同一时刻只能选择一种大小，所以对与整个操作系统来说页就是固定的。

什么是线程？
线程有时被称为轻量级进程，是程序执行的最小单元。一个标准的线程有线程ID、当前指令指针（PC）、寄存器集合、堆栈组成。
```
同一个进程的所有线程之间共享程序的内存空间（包括代码段、数据段、堆等)及一些进程级的字段（如打开的文件、信号)。  
线程页拥有自己的私有存储空间  
   *  栈，一般情况下认为私有的数据  
   *  线程局部存储  （TLS）  
   *  寄存器（包括PC）  
```
|线程私有|线程之间共享|
|——-|———|
|局部变量|全局变量|
|函数参数|堆上的数据|
|TLS |函数里的静态变量|
| |程序代码任何线程都有权利读取并执行任何代码|
| |打开的文件，A线程打开的文件可以由B线程读写|
同步与锁

|类型|说明|适用场合|
|—|—-|——|
|二元信号量|最简单的锁，只有两种状态：占用与非占用;|适合被唯一一个线程独占访问的地资源|
|多元信号量|简称信号量（semaphore)|允许有多个线程访问|
|互斥量(Mutex)|与二次元类似，但是信号量可以被系统中的一个线程获取之后由另外一个线程释放;而互斥量，要求谁获取就是负责释放|资源近同时允许一个线程访问|
|临界区（critical section）|比互斥量更为严格的同步手段;一个进程创建了一个互斥量或者信号量，另一个进程试图区获取该锁是合法的|仅限于本进程，其他进程无法获取该锁|
|读写锁（read-write lock)|有两种获取方式：共享、独占||
|条件变量(condition variable)|一个条件变量可以被多个线程等待;线程可以唤醒条件变量，此时所有等待条件变量的线程都会被唤醒||

目标文件里有什么

目标文件
程序编译完成之后主要分为两种段：程序指令和程序数据
1. 一般而言c编译的可行语句都编译成机器代码保存在.text段（程序指令）
2. 已初始化的全局变量和局部静态变量都保存在.data段（虽然位初始化的全局变量、局部静态变量默认值都是0，没必要放在这里浪费内存）（程序数据）
3. 未初始化的全局变量和局部静态变量一般存放在.bss段（只是未这些变量预留位置而已，所以在文件中不占据空间（程序数据）
4. C/C++中，编译器默认为函数和初始化了的全局变量为强符号，未初始化的全局变量为弱符号。
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  __attribute__((week))
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  8
  extern int ext;
  int weak;
  int strong=1;
  __attribute__((weak)) weak2=2;
  int main()
  {
  return 0;
  }