Book Review: 程式設計師的自我修養

這本書的書名很特別，所以一開始就讓我很好奇地拿起來翻閱，講述的內容也較為少見，講的是連結、載入、以及執行期程式庫。

這樣的主題在實用上可能並沒有立即的效果，但對程式設計師而言，這三大主題可看成是我們所撰寫的軟體與作業系統之間的重要轉換過程，瞭解了這個轉換過程，就會更進一步發現系統程式在整體架構上的許多設計考量，這樣的訓練可以幫助在未來想從事系統程式時，提供整體的紮實觀念。

甚至，當我們想撰寫的程式是要跑在裸機上時(像boot loader或作業系統)，完整瞭解這本書中提到的概念，才有可能對如何完成有所了解。

好了，廢話不多說，我來簡單摘要重點章節的內容吧~

Chapter 1 溫故而知新

這章講的是必要的基礎概念，是閱讀此書所必須先俱備一點作業系統的概念，包括：多工、排程、記憶體管理...當然啦，你不需要是作業系統專家就可以閱讀這本書(因為我也不是)，不過如果有過一點kernel programming的實務經驗的話，應該會更能"體會"。:)

Chapter 2 編譯和連結

這章講的是C語言如何從原始碼轉變成可執行檔的過程，當然啦，主要的細節會在後續章節補上，但先有個大局觀，的確是不錯的開始。

如果你稍有程式經驗的話，基本上前兩章應該可以毫不費力地讀完，搞不好一杯咖啡還沒喝完就翻完了，不過要注意，從第三章開始就是本書的重點嘍~

Chapter 3 剖析目的檔

在開始講述實際的連結動作之前，作者先從.o檔的格式下手，剖析的標的是Linux 32bit ELF，俗話說的好，要閱讀一份龐大的原始碼時，從它的資料結構下手幾乎會是最好的開頭，剖析目的檔也有類似的現象。目的檔經過多年的經驗累積去調整，有許許多多的欄位塞在裏面，了解重要的幾個欄位，是追蹤時先備的要件。

Chapter 4 靜態連結

靜態連結就是在執行檔被產出的那個moment完成了全部的符號決議與位址計算。沒錯，就是這個moment！！這章講解這個過程如何完成。當完整了解這章後，你應該就完全能理解如何在裸機上寫程式了。酷吧？這是我閱讀這本書的第一個"A Ha"moment~很爽啊~

Chapter 5 Windows PE/COFF

原諒我，我沒有讀這章，因為我實在對M$的環境興趣缺缺，真是挑食啊...sorry...

Chapter 6 可執行檔的載入與行程

靜態連結完後形成可執行檔，這個可執行檔還需實際由CPU執行一個個的指令才有用(廢話...)，而載入可執行檔這個工作就是由作業系統來完成的。作業系統會有一個行程來執行這個執行檔的內容，此時第一章的作業系統概念就發揮作用了，你必須了解虛擬記憶體的基本運作，才能了解作業系統如何完成這章所講的機制。

Chapter 7 動態連結

靜態連結的運作了解後，其實我的部份好奇心也被滿足，所以動態連結的部份是隔了好一陣子才再接著看。不過動態連結有它的殺手級優點(讓不同行程共享程式庫實作變得可能與優雅)，所以這章還是很值得好好閱讀。這章講的動態連結是最主流的作法(Position Independent Code, PIC)，我的前一篇文章是翻譯一個牛B的programmer分析的另一個作法(載入時relocation)，剛好互相補充，請享用~ :)

Chapter 8 Linux共用程式庫的組織

這章講的是共用程式庫的管理問題，如果你很在意程式庫使用者使用時的舒服度，那麼要好好閱讀這章，它提供了不少技巧，包括一般的程式設計師似乎不常聽過的version script。

Chapter 9 Windows下的動態連結

Mmm...You know...我沒讀這章...抱歉嘍~

Chapter 10 記憶體

呼~如果你能搞懂前面連結與載入的流程與觀念，那從這章開始真是海闊天空了起來。這章講的是記憶體運作的基本常識：堆疊與堆積。小菜一碟，別怕~(當然啦，真實世界的堆積管理是很複雜的，但那是演算法的部份，跟整體概念無關)

Chapter 11 執行階段程式庫, Chapter 12 系統呼叫與API, Chapter 13 實作執行階段程式庫

我把這三章放在一起不是因為偷懶(好吧，我承認有一點)，而是這三章你的閱讀速度應該可以很快。尤其是當你了解了連結與載入後，執行階段程式庫不過只是其中的一部份而已。有趣的是，作者實際證明給你看，只要有心，人人都可以寫glibc！！ :P

好啦，簡單介紹完了。可以給個結論了：如果你很熟悉執行檔格式，自己寫過作業系統，那這本書對你來說完全沒有新東西，不過我相信對大部份的程式設計師來說，透過閱讀這本書，應該可以幫助你很好地理解程式(C程式)到底是怎麼在現代作業系統上執行起來。Enjoy~

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