浅谈Nachos之COFF

课程设计中接触到了Nachos系统，在完成Project2的过程中碰到了“COFF”这个概念。一开始对它不甚了解，系统中自带的注释也仅仅写着：进程执行的程序。

百度百科中对它的定义如下：COFF –通用对象文件格式（Common Object File Format），是一种很流行的对象文件格式（注意：这里不说它是“目标”文件，是为了和编译器产生的目标文件（*.o/*.obj）相区别，因为这种格式不只用于目标文件，库文件、可执行文件也经常是这种格式）。大家可能会经常使用VC吧？它所产生的目标文件（*.obj）就是这种格式。其它的编译器，如GCC（GNU Compiler Collection）、ICL（Intel C/C++ Compiler）、VectorC，也使用这种格式的目标文件。不仅仅是C/C++，很多其它语言也使用这种格式的对象文件。

COFF文件一共有8种数据，自上而下分别为： 1. 文件头（File Header） 2. 可选头（Optional Header） 3. 段落头（Section Header） 4. 段落数据（Section Data） 5. 重定位表（Relocation Directives） 6. 行号表（Line Numbers） 7. 符号表（Symbol Table） 8. 字符串表（String Table）

这样看来，“进程执行的程序”与“通用对象文件格式”是不同的解释，那么是否可以理解为Nachos中的COFF类并不是普通意义下的COFF类呢？其实不然。我们可以看一下Nachos中对COFF的定义。

    private OpenFile file;

    protected int entryPoint;

    protected CoffSection sections[];

    private static final int headerLength = 20;

    private static final int aoutHeaderLength = 28;

    private static final char dbgCoff = 'c';

由上面的变量声明可以发现，其实Nachos中的COFF类就是一个通用对象文件格式装载器。Nachos中定义的文件头长度20，可选头长度28，文件头用来保存COFF文件的基本信息，如文件标识，各个表的位置等等。那么file又是什么呢？我们首先需要了解的是，每一个要执行的程序都保存在文件中，当这个程序需要执行时，系统就把它加载到内存中。COFF类中的实例变量file就是用来指包含着即将要执行的程序的文件。entryPoint则代表程序的入口地址（这是一个虚拟地址），被存放在文件头里面，由autograder（Nachos中的默认自动分级器）给出。而sections数组则保存着COFF文件中的段落（我们要知道每个程序是由多个段组成的）。

总的来说，每一个要执行的程序都对应一个coff，每个coff有一个sections数组，数组里面存放多个段（coffsection），每个段管理好几个虚拟页，换句话说，也就是由多个虚拟页组成。而每个coff记录一个开始的虚拟地址，从这个地址开始存放文件头以及每个段的段落头。

以上就是我对Nachos中的COFF的理解，希望大家一起来纠正讨论！