目标文件“做什么”以及为什么需要它？答案

【问题标题】：What does an object file 'do' and why is it required?目标文件“做什么”以及为什么需要它？
【发布时间】：2019-10-05 19:37:48
【问题描述】：

假设我有以下 asm 程序，exit.s:

.section .text
.globl _start
_start:
    movl $1, %eax
    movl $0, %ebx
    int $0x80

当我运行以下命令来构建目标文件时：

$ as exit.s -o exit.o

这究竟是做什么的，为什么需要这样做？摘自《从头开始编程》一书：

目标文件是机器语言中的代码，但尚未完全组合在一起。

我认为这就是汇编语言本身的全部意义所在？那么汇编程序（exit.s）和目标文件（exit.o）之间的区别是什么。不能同时被计算机读取，例如在第一行执行 hexdump：

0000000 2e 73 65 63 74 69 6f 6e 20 2e 74 65 78 74 0a   
000000f

为什么计算机不能直接理解？

【问题讨论】：

啊，但是如果您有多个 asm 文件，请提供图片。可能是printing.s、inputting.s、fileopen.s 等。然后是main.s，它调用所有其他文件中的例程来做一些令人惊奇的事情。在某些时候，您需要将它们全部缝合在一起。您在 main.s 中使用的“调用打印”需要知道打印代码结束的地址。这就是链接器所做的。它获取所有目标文件，找出将所有内容放在内存中的位置，用实际地址替换符号，然后写出可执行文件。
一个目标文件包含所有必要的指令，但不能运行。下一个编译步骤是将目标文件与程序所需的所有库链接。例如，如果您使用 printf，链接器将静态或动态链接指令。汇编语言由“助记符”和“操作数”组成。助记符是处理器制作的操作名称。例如， movl 是一个助记符，它告诉处理器将（立即）值（1）移动到 eax 注册表。问题是处理器不理解 movl 是什么意思，他只理解 0 和 1 的长逻辑序列。
@DavidWohlferd 你想在答案中展示一个例子，我可以继续接受吗？
@nissimabehcera 但是为什么不制造一台可以理解 MOVL 的计算机呢？这就是问题;)
请注意，可以跳过目标文件步骤并让汇编程序直接生成可执行文件。但是，这使得编写库和大型程序变得很困难，因为每次使用时汇编器都必须重新组装整个库，从而消耗大量时间和内存。在这方面，链接器要快得多。

标签： assembly object-files

【解决方案1】：

这是在做什么

这就是将你的程序集（人类可读的文本）组装（翻译）成机器代码（机器可读的二进制文件）。

为什么需要这个

因为 CPU 不能执行文本，它们只能执行机器代码。

为什么计算机不能直接理解？

首先，第一行是给汇编器的指令而不是指令。这些行告诉汇编器如何汇编，而不是什么汇编。

其次，设计和构建一个执行文本汇编的 CPU 肯定是可能的，但它根本没有任何优势：更难设计，更难构建，执行程序更慢，程序可能是 3 倍，4 倍的大小当前机器码...如您所见，这种方式效率不高。

【讨论】：

所以不是运行movl $1, %eax（或它的二进制表示），机器实际执行的代码示例是什么？
您可以使用objdump --disassemble-all exit.o查看每条指令的二进制文件。
@TagC198 该指令编码为b8 01 00 00 00，其中b8 是操作码（操作码），01 00 00 00 是一个4 字节的立即操作数。请参阅 Intel 手册了解指令编码或 this site 了解概述。
顺便说一句：在 1960 年代，有些计算机的机器代码被设计成人类可读的文本。对于这样的计算机，“机器代码”和“汇编程序”是相同的。