ELF 之 Program Loading 教學文件, #1: Segment 的觀念
．作者：jollen／
．日期：March 5, 2007 12:05 PM
「Program Loading」的議題在討論「如何將程式載入記憶體」，以便後續的「執行」。在「ELF（Executable and Linking Format）格式教學文件」第 1~8 篇文章裡，我們了解基本的 ELF 觀念，並建立所謂的「節區」知識。
本系列日記「ELF 之 Program Loading 教學文件」將會介紹有關程式載入（program loading）的核心主題，在此之前，請先閱讀 Jollen 的「Executable and Linking Format」專欄，以基本基礎的先備知識。
Segments
由 "execution view" 的角度來看程式（即 process），所謂的節區（section）已經被進化成區段（segment）的觀念了。廣義來說，section 可被分為以下 3 種 segment：
- Text segment - 指存放唯讀（read-only）程式碼與資料的所有 section 。
- Data segment - 指存放可寫（writable data）程式碼與資料的所有 section。
- BSS segment - 即 .bss section。
另外，還有一類的 segment：
- Dynamic segment - 用來存放 dynamic linking 資訊的 section。
不過，當我們講到「process segment」時，指的是 text segment、data segment 與 BSS segment；process address space 就是由這三種 segment 所構成。
Text segment 是由以下的 section 組成：
- .text
- .rodata
- .hash
- .dynsym
- .dynstr
- .plt
- .rel.got
Data segment 是由以下的 section 組成：
- .data
- .dynamic
- .got
- .bss
依照 SystemV ABI 規格，我們看到 .bss section 被放到 data segment 裡，但嚴格來說，我們應把 .bss section 另外獨立出來討論。基本的 .bss section 觀念，可參考 Jollen 的「BSS Section Concepts」專欄。
此外，在 text segment 與 data segment 裡，包含了 4 個與 dynamic linking 有關的 section，整理如下圖。
與 dynamic linking 有關的 4 個 section 並非另外組成所謂的 dynamic segment，這只是我們在研究 dynamic linking 時邏輯上的用語。
到這裡，我們了解了一個相當重要的一個觀念：當程式載入後，是以 "segment" 的觀念存在於記憶體中，並且也是以 segment 的觀念被 Linux kernel 管理。ELF 執行檔被載入到記憶體的過程中，最重要的資訊就是前導專欄裡所提到的「Program Header Table」；就 ELF execution view 來說，program header table 是必要的，下篇日記會針對此議題做介紹。
Tags: