Java字节码和文件以及机器码可执行文件（例如ELF）的区别是什么？

Question

字节码二进制可执行文件（如Java类文件、Parrot字节码文件或CLR文件）与机器码可执行文件（如ELF、Mach-O和PE）之间有什么区别？

两者之间有哪些明显的差异？

例如，ELF结构中的“.text”区域等于类文件中的哪个部分？

它们都有头部，但是ELF和PE头部包含架构信息，而类文件没有。

Java类文件： Elf文件： PE文件：

- Taylor Ramirez

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两种类型的格式制作都没有固定规则，这意味着有很多差异很大的格式。换句话说，这个问题实际上无法百分之百地回答。 - Joachim Isaksson

投票关闭，原因是问题过于宽泛。具体来说，需要理解所有提到的格式和执行环境。 - Ciro Santilli OurBigBook.com

可能是重复的问题：https://dev59.com/CXI-5IYBdhLWcg3wlpYM - Ciro Santilli OurBigBook.com

这似乎更像是字节码指令集和汇编语言之间的差异。这更多地涉及可执行文件格式。 - zeitue

Answer 1

字节码是编译成机器代码之前的中间步骤，就像imulsion所说的一样。由于最后一步留给了加载时间(通常情况下是运行时，比如Just-In-Time(JIT)编译)，因此字节码具有架构无关性：运行时(CLR用于.net或JVM用于Java)负责将字节码操作码映射到它们的底层机器代码表示。

相比之下，本地代码(Windows: PE、PE32+、OS X/iOS: Mach-O、Linux/Android等: ELF)是编译后适用于特定架构的代码(Android/iOS: ARM，大部分其他平台: Intel 32位(i386)或64位)。这些都非常相似，但仍需要通过部分(或在Mach-O术语中称为"Load Commands")来设置可执行文件的内存结构，使其成为一个进程(旧版DOS支持".com"格式，即原始内存镜像)。在所有以上的内容中，您可以大致地说以下：

• 以"."开头的部分是由编译器创建的，并且默认或期望具有默认行为
  • 可执行文件具有主要代码部分，通常称为"text"或".text"。这是可以在特定架构上运行的本地代码
  • 字符串存储在单独的部分中。这些用于硬编码输出(您打印出的内容)以及符号名称。
  • 符号 - 这是链接器用来将可执行文件与其库(Windows: DLL，Linux/Android: Shared Objects，OS X/iOS: .dylibs或框架)组合的元素 - 存储在单独的部分中。通常还有一个"PLT"(过程链接表)，使得编译器可以简单地放置到调用的函数(printf、open等)的存根中，链接器可以在可执行文件加载时连接它们。
  • 导入表(在Windows术语中.. 在ELF中，这是一个DYNAMIC部分，在OS X中，这是一个LC_LOAD_LIBRARY命令)用于声明其他库。如果这些库在加载可执行文件时找不到，加载将失败，您将无法运行它。
  • 导出表（用于库/动态库等）是库（在Windows上甚至是.exe文件）可以导出的符号，以便其他人可以链接。
  • 常量通常位于您看到的".rodata"中。

希望这有所帮助。实际上，你的问题有点含糊不清...

TG

- Technologeeks

Answer 2

字节码是一个“中间步骤”。因此，Java编译器（javac）将源代码转换为字节码。机器码是下一步，计算机将获取字节码，将其转换为机器码（可以被计算机读取），然后通过读取机器码来执行您的程序。计算机无法直接读取源代码，同样编译器也无法立即将其翻译成机器码。您需要一个中间步骤来使程序工作。

- imulsion

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这并不是他真正询问的内容。 - Joachim Isaksson

这些信息很有帮助，但并没有告诉我结构的差异和相似之处，但这些信息让我想到字节码只是函数调用".text"和变量定义".data"。 - zeitue

实际上，有一些计算机架构可以本地执行Java字节码。 - Antimony

Answer 3

请注意，ELF二进制文件不一定需要特定于机器/架构。

有趣的部分是“解释器”头字段：它保存了一个路径名，指向一个加载程序，该程序代替实际的二进制文件执行。然后，这个程序负责加载实际的程序、加载和链接库等。这就是例如ld.so的作用方式。

理论上可以创建一个包含Java字节码（或完整jar）的ELF二进制文件。这只需要一些适当的“解释器”程序，启动JVM并将代码从二进制文件加载到其中。

不确定是否以前真的做过这件事，但肯定是可能的。

同样的事情也可以用于几乎任何非本地代码。

它还可以通过一些VM（如qemu）直接提供多架构支持： 让目标平台（libc+链接脚本）将架构名称放入解释器程序名称中（例如/lib/ld.so.x86_64，/lib/ld.so.armhf，...）。 然后，在特定的架构（例如x86_64）上，具有本地架构名称的那个将指向原始的ld.so，而其他的则指向一些特殊的ld.so，调用类似qemu-system-XXX的东西。

- Enrico 'nekrad' Weigelt