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为什么不同系统不能兼容同一个已编译的可执行二进制文件? 第1页

  

user avatar   shi-guo-huai 网友的相关建议: 
      

主要的原因是格式不同API不同,前者更重要一些。

一个可执行的二进制文件包含的不仅仅是机器指令,还包括各种数据、程序运行资源,机器指令只是其中的一部分。

一个可执行文件要被执行的时候,操作系统需要为其分配资源,这些资源包括:内存空间(物理的和虚拟的),进程、线程资源等等,其中可执行文件的机器指令一般都放在代码段(汇编语言里称之为text段),其它资源可能放到数据段以及其它段里,这里“段”(segment)可以大致的理解为一段内存范围。操作系统(Windows/Linux)需要知道这个可执行文件需要多大的内存,有多少个段,分别载入到哪些内存地址上。可执行文件需要告诉操作系统,要为可执行文件准备哪些东西它才能运行。

可执行文件在执行之前,操作系统要有一些准备工作,因为不同的操作系统,准备工作是不同的,所以可执行文件的格式不完全相同。Windows上大部分可执行文件为PE格式,Linux里大部分可执行文件为ELF格式。格式不同导致了不同的可执行文件无法跨平台直接使用。这是原因之一。

当然了,我见过网上有大神解决了一些格式不同的问题,但跨平台运行还需要解决另一个障碍,就是操作系统API不同。一个可执行文件所执行的绝大多数操作(比如:文件操作、输入输出、内存申请释放、任务调度等等)都需要与操作系统交互才能完成,而不同的操作系统使用这些操作的方法完全不同,所以这个障碍更难跨越。这是原因之二。

如果能解决以上两个原因,那么有些可执行文件理论上是可以跨Windows和Linux在x86平台上运行的,因为Intel和AMD的CPU里,主要的硬件指令(机器指令)是相同的,也就是说0101这种二进制数,是一样的。但是如果切换到ARM平台,会有更大的麻烦就是硬件指令也不同,那么就完全没办法了。

有没有可能有跨平台运行的可执行文件呢,理论上是存在的,过去的时候也有一些办法,但限制极多,比如Windows过去是支持COM格式的文件的,这个文件就没有文件头,大小不能超过64K,只能在一个16位环境里(真实的或者虚拟的)运行,是真正的裸二进制文件。Linux里某些BIN文件恰好也是裸二进制文件(有些BIN文件没有ELF头,但不是所有的BIN都是这样的)。经过一些配置以后BIN文件也是可以在Linux上运行的。于是某些精巧设计的COM/BIN文件可以在限制极多的情况下跨平台运行,但也许只能做计算,无法做输出,大小也只有64K大,并且如果要做稍微复杂点的操作,就需要两套机器代码实现。另外,很不幸的是64位环境里COM文件已经不再支持了。




  

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