C++对象在ELF格式下的存储和内存映射分析
2023-07-05 07:59:50
深夜i
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C++
ELF格式
存储
内存映射
对象
C++是当前最为流行的编程语言之一，而C++对象则是C++语言最为重要的核心部分。作为一种高级语言，C++对象具有很强的封装性和抽象性，因此其存储和内存映射方式也与其他语言不同。本文将介绍C++对象在ELF格式下的存储和内存映射分析。
ELF（Executable and Linkable Format）是一种用于Unix和Linux系统的可执行和可链接文件格式。在Linux操作系统中，C++对象也是以ELF格式保存的。对于多个对象文件，编译器将它们链接成一个ELF可执行文件，而在ELF文件里，C++对象被组织成段（section），这些段主要分为以下几种类型：
1. .text（代码段）
在代码段里，存储的是C++代码，包括C++函数和全局变量的定义。在代码段里，C++对象并不是存储的主要内容，而是对象方法、类构造函数和析构函数等所在的位置。
2. .rodata（只读数据段）
在只读数据段里，存储的是内部实现细节的常量表和虚表（virtual table），其中虚表是一张表，保存了类中定义的所有虚函数的地址。每一个C++对象都包含一个指向自己所属类虚表的指针。
3. .data（数据段）
在数据段里，存储的是程序中定义的全局变量和静态变量。C++对象也其中存储的一部分，包括非静态类数据成员和包含构造函数和析构函数的类的变量。C++对象的布局是按照继承层次和成员变量的定义顺序从高往低排列的。
4. .bss（未初始化数据段）
在未初始化数据段里，存储的是未初始化的全局变量和静态变量。这些变量均为0，因此数据段中也不包含C++对象。
5. .symtab（符号表）
在符号表里，存储的是程序的全局符号和函数符号的内容和地址等信息。C++对象的符号在符号表中不会保存。
以上五种段都是ELF文件中重要的段，它们存在于ELF文件的可执行和可链接部分。这些段在内存中会被映射成对应的内存区域。由于每个段在ELF文件中的存储位置、大小和权限等都已经明确定义，因此内存映射时也是按照这些定义进行的。C++对象在内存映射时按照段的顺序存储在内存中，顺序是从高到低的。
总之，C++对象在ELF格式下的存储和内存映射方式极大地利用了面向对象编程的封装性和抽象性，使得C++对象的组织方式更加简洁、紧凑。在实际编程中，需要深入理解C++对象的内部结构和内存映射原理，才能更好地利用C++特有的封装性和抽象性。
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