Исполняемый файл

Исполня́емый файл — набор инструкций, который заставляет компьютер выполнить определённую задачу. В отличие от текстового файла, который рассчитан на чтение человеком, исполняемый файл рассчитан на чтение (и выполнение) процессором.

Пример шестнадцатеричного представления данных в выполняемом файле

Под «инструкциями» традиционно понимается машинный код, который выполняется напрямую физическим процессором. В некоторых случаях файл, содержащий инструкции сценария промежуточного языка программирования (например, байт-код), также может считаться исполняемым.

Создание исполняемых файлов

Исполняемые файлы могут быть созданы вручную на машинном языке, но этот подход обычно не используется из-за отсутствия как такового синтаксиса и кода, поэтому гораздо удобнее разрабатывать исполняемые программы на языке программирования высокого уровня, который доступен для понимания. В некоторых случаях исходный код может быть на языке ассемблера, который остается удобочитаемым, но при этом предназначен для работы с инструкциями машинного кода.

Код на языке высокого уровня компилируется в (объектные файлы) машинного кода, которые не являются исполняемыми. После код может быть скомпонован в исполняемый файл. Этот процесс на языке ассемблера называется (линковкой). Объектные файлы в зависимости от операционной системы обычно хранятся в формате контейнера (при котором различные данные содержатся в одном файле), таком как (Executable and Linkable Format) (ELF) для Unix-подобных систем или (Portable Executable) (PE) для Windows. Это придает структуру машинному коду, разделяя его на секции, такие как (выполняемый код), (инициализированные глобальные и статические переменные) и (данные только для чтения, такие как постоянные и строки).

Исполняемые файлы обычно включают в себя (среду выполнения), которая реализует функции языка программирования и компилятора среды выполнения (такие как планирование, обработка исключений, вызов статических конструкторов и деструкторов и т. д.) и взаимодействие с операционной системой, в частности, передача аргументов, окружения и (кода возврата), вместе с другими функциями при запуске и завершении программы, которые не были указаны программистом, но представляющие ценность для последующей работы, такие как исполнение ресурсов. В Си это делается путем линковки компоновщиком объектного файла (crt0) в исполняемый файл, который содержит (точку исполнения), выполняет настройку и завершает работу с помощью вызова (библиотеки среды выполнения).

Таким образом, исполняемые файлы обычно содержат дополнительный машинный код, который генерируется компилятором определённым образом из исходного кода. Это в некоторых случаях желательно пропустить, например, для разработки встроенных систем или просто для понимания того, как работают компиляция, линковка и загрузка. В Си пропустить стандартную среду выполнения можно с помощью указания сценария компоновщика напрямую, к примеру, вызвать main функцию для запуска программы и возвратить статус выхода ядру.

Исполнение

Для выполнения операционной системой, (прошивкой) или , исполняемый файл должен соответствовать (бинарному интерфейсу приложений) (ABI). В простых интерфейсах файл выполняется путем загрузки в память, перехода (прыжка) к началу адресного пространства и выполнения оттуда. В более сложных интерфейсах исполняемые файлы имеют дополнительные данные, определяющие отдельную точку входа. Например, в ELF точка входа указывается в заголовке e_entry, который указывает (виртуальный) адрес памяти, с которого следует начать выполнение. В (GCC) вход устанавливается компоновщиком с помощью символа _start.

См. также

• (crt0)

Примечания

1. executable  (неопр.). Merriam-Webster's Online Dictionary. (Merriam-Webster). Дата обращения: 19 июля 2008. 25 апреля 2009 года.
2. Machine Instructions (амер. англ.). GeeksforGeeks (3 ноября 2015). Дата обращения: 18 сентября 2019. 21 декабря 2019 года.
3. Chapter 4: Object Files  (неопр.). refspecs.linuxbase.org. Дата обращения: 18 сентября 2019.
4. Fisher. List of Executable File Extensions (англ.). lifewire.com. Дата обращения: 18 сентября 2019. 11 сентября 2019 года.
5. McKellar. Hello from a libc-free world! (Part 1)  (неопр.) (16 марта 2010). Дата обращения: 17 августа 2021. 17 ноября 2016 года.
6. Boelen. The 101 of ELF files on Linux: Understanding and Analysis - Linux... (англ.). Linux Audit (15 мая 2019). Дата обращения: 18 сентября 2019. 28 апреля 2019 года.