读书笔记：程序员的自我修养

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2011-6-6,#,程序员的自我修养,读书笔记,南桥：链接慢速设备，比如键盘，,USB,，磁盘,北桥：链接快速设备，比如,CPU,，,Memory,磁盘：每个盘片有两个盘面，每个盘面划分为多个磁道，每个磁道划分为多个扇区，一般每个扇区存储,512B,数据,程序直接访问物理内存；分段；分页,线程与可以调度的进程之间的关系：,1 VS 1,，,n vs 1,m VS n,，其中,RedHat,开发的,NPTL,是第一种，所以看起来线程频繁切换的调度开销会比较大,通过控制,.ctor and.dtor,应该可以控制全局变量的析构顺序。并且如果将所有的全局变量定义在一个,cpp,里面，其余只是引用应该可以保证构造和析构顺序的。但是这有时候好像挺难的，因为不符合模块化设计原则,线程优先级的改变,用户设定优先级,根据等待的频繁程度提升或者降低优先级，频繁等待,I/O,的线程被提升的可能性就大,长时间得不到执行的线程被提升优先级,Linux,的执行实体是,Task,，不同,Task,之间可以,share,内存和文件，所以本质上就是线程,Volatile,阻止编译器将变量放入寄存器而不写会,阻止编译器将操纵该变量的语句调序,修饰代码的时候则是指不要对以下语句做任何优化,Memory barrier,阻止编译器对指令进行调序，,barrier,两端的代码一定不会被调序,编译过程,预编译,编译,汇编,链接,可执行文件格式：,Windows:PE(portable executable),Linux:ELF(executable linkable format),均来自于,COFF(Common file format),ELF file types(shell command:file),Re-locatable file:code,data(*.o),static lib,Executable file:(runnable),Shared object file:*.so,Core dump file,ELF file structure,ELF header,.text(program text),.bss(uninitialized global data,not occupy space),.data(initialized global and local static data),.rodata(read only data),.comment,自定义段：,_attribute_(section(“x”)int global_var=3;,_attribute_(section(“x”)void print();,ELF,文件格式定义：,/usr/include/elf.h,文件中定义,Magic number,，在文件和一些内存结构中常常定义一些,magic number,用于确保该文件是有效的或者放置内存被写坏,Ld,静态链接时的一些特殊地址,_executable_start:,程序起始地址,_etext:,代码段结束地址,_edata:,数据段结束地址,_end,:,程序结束地址,Name decoration&function signature,foo-_foo(C programming),foo-_foo_(Fortran),Int C:foo(string):_ZN1C3fooEs,_ZN:fixed prefix,Size of namespace or class name,Name of namespace or class name,E:fixed string,Para type,So we can know why return value cannot differentiate overloading method in c+,because method signature does not include return type,强符号和弱符号,强符号：初始化的全局变量，函数,弱符号：未初始化的全局变量,_attribute_(weak),可以显式定义一个弱符号,强符号不允许重复定义,弱符号如果有重定义则分配空间按照大的那个,强引用和弱引用,不允许未定义的强引用,允许未定义的弱引用,_attribute_(weakref),可以显示定义弱引用,弱引用的好处是允许程序,link,用户自定义的方法，库；如果用户未定义的时候，则会,link,系统默认的方法，库,gcc g,加入调试信息到执行文件,标准调试信息格式：,DWARF(debug with arbitrary record format),调试信息会比较大，,strip x,可以去除调试信息，但是不建议因为线上调试很困难,ld e,一般采用两步链接,(two pass linking),读取所有输入文件，计算文件中各个段所需空间,将各个文件的同名段,merge,起来，并根据全局符号表调整地址,实际运行环境中，,ld,常被,collect2,代替，主要处理全局变量构造,/,析构的问题,绝对地址修正：,S+A,相对地址修正：,S+A-P,S,：符号地址,A,：被修正位置的值,P,：被修正的位置,COMMON,块,未初始化的全局变量是弱符号，在,link,之前其大小是未知的（其他文件可以定义同名的符号），因此放在,COMMON,块，最终,link,的时候放在,.bss,里面,每个类模板都是一个,section,这样就可以解决模板重复链接占用空间过大的问题，因为相同的,section,会只保留一个,如果两个,section,名字相同但是内容不同，会有,warning,有个特殊的段,.init:,在,main,函数执行之前执行,.fini,:,在,main,函数返回之后执行,静态库就是一组目标文件的集合：,ar t,*,.a:create,modify or extract from archives,链接控制脚本：控制链接行为，比如入口，如何,merge,各个段，是否丢弃某些段等,进程启动：,创建虚拟空间，即创建各种数据结构,建立虚拟空间与可执行文件的映射关系,将,CPU,指令寄存器设置成可执行文件入口,具有相同权限的段可能,share,同一个,VMA,（,virtual memory area),放入同一个物理页面,动态库链接,fPIC(position indepent code),模块内指令，数据：相对地址访问,模块间指令，数据：间接跳转（,GOT,global offset table,）,GOT,表实现的动态链接会造成性能下降,5%,左右，所有又延迟绑定的技术，,PLT(Procedure Linkable Table),ldd,查看程序依赖那些共享库，有时候会看到,vfso,，这是虚拟出来的共享库，提供,sysenter,入口，加快栈保存,动态链接,启动动态链接器本身,加载需要的共享对象,重定位和初始化,系统自举之后会依次加载所有的动态库，这些动态库之间又有相互依赖，这些依赖关系构成了一个图，通过遍历图可以按照正确顺序加载所有库,全局符号介入,(global symbol interpose),：当一个符号需要被加入全局符号表时，如果该符号已经存在，则将后来的忽略,动态链接：动态链接器主动,load,共享对象,动态加载：程序运行过程中利用动态链接器提供的,API,加载库,动态链接,节省内存,方便升级特定模块,方便重用,装载时重定位无法再各个进程之间共享代码，效率略高；地址无关代码可以在各个进程间共享代码，效率略低,ldconfig,可以刷新,/lib,/usr/lib,等目录加载共享库，所以可以将共享库拷贝到上述目录中然后加载,void _attribute_(constructor(1)foo();,指定动态库加载前需要做的工作,指定优先级，数字小的先运行,void _attribute_(destructor(4)foo();,指定动态库退出后需要做的工作,指定优先级，数字大的先运行,压栈顺序：参数，返回地址,返回对象在,VC,和,GCC,均会被拷贝,两,次，所以要多使用引用和指针,进程执行函数顺序,lib_start_main,main,atexit,Bound,指针：第一个是,raw value,，第二个是存储下限值，第三个是存储上限值，容易检查越界访问,Alloca,在堆被初始化之前可以用来分配内存，该内存是分配在栈上的，程序退出自动释放,OS,拥有每个打开文件对象的信息，,OS,可以解释每个,FD,或者句柄到内核文件对象的映射,线程不安全函数：,strtok,，该函数使用了静态局部变量，,strtok_r,是安全的，,STL stream,库貌似使用了不安全函数,定义,TLS,数据,隐式定义：,_thread int num;,显示定义：,pthread_key_create,errorno,是,TLS,的一种，单线程时候,errorno,返回全局唯一地址；多线程时候每个线程,errorno,返回的地址都不同,每个便一单元都会有一个全局变量初始化函数指针，程序连接时候将所有这些函数指针收集起来然后由,do_global_ctor_aux,逐个执行,定义全局构造器：,ctor_t _attribute_(section(“.ctors”)void(*)(),void x()_attribute_(constructor),可以定义全局构造器,似乎无直接的意义，因为定义全局变量一样能够解决，而且更加直观,