可执行程序格式
在FreeBSD下的可执行程序通常可分为两类，一类为使用各种解 释语言编写的脚本，如sh、awk、perl、Tcl等，这些程序需要解释程序 进行解释执行，小巧方便，对于实现不常使用、不要求效率的程序非常 有用；另一类就是使用C等高级语言编译后产生的可执行二进制程序。
Unix之所以功能强大，原因之一就在于它提供了强大的再开发 能力。这不仅与提供了高级语言C的编译器有关，而且也与提供了很多 种能以解释方式执行的简单脚本语言有关。解释程序脚本的特点是方便 性、简单灵活，而且也比较容易学习入手。很多情况下，需要完成的工 作任务功能比较单一，并不需要频繁运行，而且要求快速编写出来，这 就适合使用解释型语言编写，并且解释程序本身就具备处理文本和字符 串的便捷性，并能够和很多现有程序通过系统提供的管道、环境变量等 方式结合起来，使得它们非常适合实现文本处理功能。
解释语言的缺点是每次运行程序时都要载入语言的解释器，解释 执行程序，因而效率较低，并且不能直接操纵内存和I/O设备，不适合编 写大型程序和对效率要求较高的场合。
每个解释脚本程序的第一行指出该脚本程序使用的解释器，例如 一个普通的shell程序的第一行为：
#! /bin/sh |
不同的解释语言可用在不同的方面，最常用的有shell解释程序， 依据使用shell的不同，也分为不同的shell脚本，基本上也分为sh和csh 两种不同的风格。系统管理中经常使用shell程序来执行一些日常管理任 务，很多软件也使用shell程序来提供辅助安装和设置任务。perl也是一 种常用的、功能强大的解释语言，它兼有解释性程序的方便性和高级编 程语言的强大功能，使程序员能在很短的时间内写出非常有效的程序。 因此perl得到了众多程序员的支持，通过为perl开发了更多的程序模块 ，进一步使得perl的处理能力变得更为强大。当前perl已经成为了最流 行的一种解释语言，尤其在编写Web服务器上的CGI程序方面，更是处于 无可争议的地位。Tcl/tk是另一种解释语言，它能用在X Window系统下 ，使用描述语言显示不同的X控件，因此很多X应用程序使用它来建立自 己的图形接口。
- 二进制执行程序
使用高级语言编写、并经过编译得到的二进制执行程序执行效率 更高，并且只有二进制格式的执行文件才能充分利用Unix系统提供的全部 功能。同样系统内核也是一个特殊格式的二进制执行文件。
早期的Unix使用a.out格式作为它的执行文件格式，随着Unix的发 展，又出现了其他几种执行文件的格式，当前最重要的执行文件格式为ELF 格式，采用这种格式的最初想法是为了在不同平台间采用相同的执行文件 格式，并实现动态共享连接库。虽然ELF文件格式并没有达到AT&T最 初设想的全部目的，但这种文件格式却成为最流行的执行文件格式。除此 之外，实际使用的文件格式还有一种较老的COFF格式，这种格式是在Unix System V R3.2中使用的，当前只有老版本的SCO Unix中还在使用它，而 SCO也正逐渐转向ELF格式。
FreeBSD可以同时支持这两种执行文件的格式，FreeBSD 2.2.x之前 的版本使用a.out格式作为缺省的执行文件格式，到FreeBSD 3.x之后ELF格 式成为缺省的执行文件格式，并且以后会彻底转向ELF。事实上在FreeBSD 下的a.out格式具备了相当多的特性，如动态连接等ELF格式具备的特性， 也有一些ELF格式不具备的特性，如压缩执行文件格式。但由于FreeBSD中 使用的编译器gcc决定不再支持a.out格式的缘故，因此FreeBSD也必须转向 ELF格式。这也是当前还支持a.out格式的FreeBSD版本缺省使用较老版本编 译器的原因之一。
在FreeBSD中，a.out格式的执行文件可以支持压缩执行格式，这使 得使用gzip压缩过的a.out格式的执行文件也能立即执行，当前还不能对ELF 格式的文件提供这种支持。
FreeBSD的文件格式从aout到ELF的转变是渐变的，首先是在3.0-RELEASE 中将执行程序的缺省格式转变为ELF格式，内核文件还保持aout格式，直至 FreeBSD-3.1，全部执行文件格式才缺省设置为ELF格式。
转向ELF也造成很多相关程序的转变，如原有的Boot Loader不支持 ELF格式的内核，3.1-RELEASE就升级到新Boot Loader；而原有的可加载模 块lkm为aout格式，也需要转向ELF格式的modules。新可加载模块的位置为 /modules目录，并使用kldload、klduload、kldstat来进行管理。（aout格 式的模块管理命令为modload、modstat和modunload）。
a.out和ELF格式使用的库文件也是不同的，使用ELF执行文件格式的 FreeBSD 3.x中，/usr/lib下为ELF格式的函数库，而用一个子目录/usr/lib/aout 存放a.out格式的函数库，用于兼容2.2.x之前版本的FreeBSD程序。但这给一 些使用包装技术的软件（一些中文外挂系统）造成了一些小麻烦。对不同格 式的执行文件要使用不同的包装库，系统不会将与程序本身格式不同的连接 库连接到程序上，对应的错误信息为 “bad magic”，指出文件格式的不同。
由于3.x之后的缺省格式为elf格式，为了生成a.out格式的文件，必须 在编译和连接时使用 -aout参数，告诉编译器gcc和连接器ld使用不同的格式 生成执行文件。
- 静态连接和动态连接
在操作系统发展的早期，除了内核提供的接口，所有的库函数都要 连接到程序中，这样所有的程序都可以直接在系统内核下运行。然而事实上 大部分程序都会使用一些相同的库函数，尤其是在使用高级语言编程的时候 ，通常都使用同样的库。例如，C语言编写的程序通常都使用printf函数进行 输出，使用scanf读入用户输入内容。如果每个库函数都连接到用户程序中， 这样每个程序都会包括这个函数的一个拷贝，就浪费了内存空间。
因此，现代操作系统使用动态连接的技术，不将常用的库直接编译进 每个程序中，而是保留相应的接口，在内核载入程序时，再使用动态连接程 序将库载入并和执行程序连接起来。这就是动态连接的技术，由于库和程序 是分别载入的，因此多个程序可以共享一个库的同一个拷贝，节约了资源。
不论对于a.out格式还是ELF格式，FreeBSD均支持动态连接，因此应用 程序缺省就使用动态连接的方式。如果想使用静态连接，可以在应用程序编译 连接时，指定-static连接选项，将目标程序连接成静态连接的执行文件。由于 库代码被连接进执行文件中，静态连接的执行文件要比动态连接的执行文件要 大。
$ cc -static -o a1 hello.c $ cc -o a2 hello.c $ ls -l a1 a2 -rwxr-xr-x 1 wb wheel 45017 Apr 18 16:26 a1 -rwxr-xr-x 1 wb wheel 2540 Apr 18 16:27 a2 |
在FreeBSD下，共享库被放到/etc/ld-config设定的目录下，通常为 /usr/lib，每个库文件使用.so和库的版本号结尾。例如，libc.so.3.1为一个 标准C库函数的动态共享库文件。对于a.out格式的执行文件，其动态库文件位 于/usr/lib/aout目录下。
可以使用程序ldd来确定一个程序使用的动态连接库：
bash-2.02$ ldd /usr/bin/vi
/usr/bin/vi:
libcurses.so.2 => /usr/lib/libcurses.so.2 (0x2808e000)
libtermcap.so.2 => /usr/lib/libtermcap.so.2 (0x2809a000)
libc.so.3 => /usr/lib/libc.so.3 (0x2809f000) |
- 其他系统的执行文件
很多其他Unix系统，例如BSD/OS和Linux，也是运行在Intel平台上的 系统，那么执行程序中的处理器指令是完全相同的，不同之处只在于应用程序 的格式、应用程序与操作系统的接口、库文件等。事实上由于同为Unix系统， 这些差异也很小，因此通过调整内核的一些参数设置，FreeBSD完全可以直接 运行这些系统下的执行程序。
FreeBSD能够同BSD/OS、NetBSD和OpenBSD的Intel平台上的应用程序相 兼容，同为BSD家族的成员，他们非常类似。NetBSD、OpenBSD和FreeBSD同为 免费系统，并且具有同样的起源，与FreeBSD的关系非常密切，因此FreeBSD能 直接运行NetBSD和OpenBSD的Intel平台下的执行程序。然而NetBSD和OpenBSD 也是自由操作系统，因此它们中的应用程序也会有相应的FreeBSD版本，因此这 个功能一般很少用到。BSDI是一个商业公司，因此会提供BSD/OS下的二进制执 行文件，但不提供源代码。FreeBSD能够完美的运行BSD/OS下的a.out格式的执 行文件，ELF执行格式的程序也能执行，但偶尔会有问题发生，因此就需要调整 系统设置。
FreeBSD也能够执行SCO Unix的执行文件，这需要使用内核的ibcs2（ Intel binary compatibility system 2）选项。这需要载入一个内核可加载 模块，这需要使用root身份执行ibcs2命令以载入ibcs2模块。
# ibcs2 |
可以在rc.conf中设置 “ibcs2_enable=YES” ，使开机后立即载入这 个模块。
但是要执行SCO的应用程序，仅有内核支持还是不够的，还需要有SCO Unix的函数库。但SCO Unix的库函数是SCO Unix的一部分，受版权保护的。如 果使用者拥有合法的SCO共享库和应用程序，就可以运行SCO Unix上的大型商业 应用程序。
同样，FreeBSD也能够运行Linux的可执行程序，与执行SCO程序类似， 这也要求内核支持并载入相应的模块。rc.conf中的相应参数为 “linux_enable” 。
# linux |
但是与SCO不同的是，Linux是一种自由操作系统，其库函数为GNU开发 的函数库，使用GNU通用许可保护自由使用的权利。因此FreeBSD在Packages Collection中提供了Linux的共享库，安装了这些Linux的库函数之后，就可以 执行Linux的执行程序了。
# pkg_add /cdrom/packages/All/linux_lib-2.6.tgz |
FreeBSD也能执行Solaris x86和SCO Unixware的ELF格式执行程序，只 是这个功能还没有加入正式发行版本。同样，这也需要相应的系统动态连接库 文件，但是这些库是商业产品，因此使用起来就会受到限制。
- 运行Linux应用程序
在运行Linux应用程序时，会遇到一些程序不能正确执行的情况，很多 情况下并不是FreeBSD本身的问题，而是由于系统的设置不正确造成的，必须作 一些设置和调整。
由于Linux使用Elf文件格式，有些时候FreeBSD不能分清一个ELF执行文件 是那种系统的执行文件，而误认为是FreeBSD的执行文件，导致不能正确执行程 序。此时就需要使用brandelf命令来指定需要执行的ELF执行文件的类型，Linux 的ELF执行文件为Linux：
$ brandelf -t Linux linux_application |
另一种差异是系统文件名字的差异，例如Linux的加密口令文件为shadow， 而FreeBSD使用master.passwd，Linux的控制台终端设备文件为/dev/tty0，FreeBSD 为/dev/ttyv0，对于一些要使用这些系统文件的应用程序，就造成无法正确读取相 应文件的问题，这种情况可以使用符号连接来解决。
# cd /etc # ln -s master.passwd shadow # cd /dev # ln -s ttyv0 tty0 |
此外，Linux动态连接库的版本不合适，也是很多Linux程序不能正常运行 的主要原因。Linux使用GNU开发的glib作为库函数，编译器gcc首先实现了glibc1 ，用于兼容标准的C库函数libc5。随着gcc的发展，它发展到了glibc 2，也被称 为libc6。这两个不同版本的库有一定的差异，glib2功能更强，但由于出现时间 还短，不是所有的Linux版本都使用glibc2。有的Linux版本还在使用glibc1，如 Slackware 3.6，而另一些Linux如RedHat 5.0，Debin 2.0都使用glibc2，因此运 行Linux应用程序的时候，首先就要确认其使用的C库函数版本。除了标准的C库之 外，Linux应用程序使用的其他动态连接库也会存在不一致的问题。
因此如果Linux应用程序使用的库和FreeBSD安装的Linux共享库版本不一 致，那么就不会正常执行这些Linux程序。Linux是一个非常活跃的开发系统，某 些版本的Linux常常等不及系统稳定就将应用程序及其使用的库升级，因此为了运 行要求新动态连接库的Linux应用程序，就必须及时更新Linux的共享库。除了及 时更新FreeBSD正式发行的Linux共享库（这个共享库通常为一个稳定版本，不会 一味求新）之外，为了跟上Linux升级的脚步，还必须手工安装Linux的库和其他 执行文件。
当前FreeBSD提供的Linux动态连接库为Linuxlib-2.6，提供了对glibc2库 及其他一些共享库的支持，然而众多的应用程序还会使用其他各种动态连接库。 FreeBSD的软件库只能支持常用的Linux应用程序，为了彻底解决Linux应用程序的 动态连接库更新问题，并不能依靠FreeBSD提供的软件包。还是应该使用Linux的 方式，按照Linux的方式安装所需要的Linux动态连接库。
FreeBSD下用于与Linux相兼容的程序和库文件统统位于/usr/compat/linux 目录下（根目录下有它的一个连接/compat/linux，compat目录为兼容其他系统执 行文件的目录），为了安装新的Linux文件，首先要将这个目录清除。
# cd /usr/compat/linux # rm -fr * |
安装新的Linux兼容文件可以通过多种方式来完成，由于当前最流行的 Linux系统通常使用RPM的包管理方式，因此可以使用RPM包来安装Linux文件。这 需要首先安装包管理程序rpm，这个程序有FreeBSD版本（此时还无法运行Linux程 序）。可以在Packages Collection中找到这个软件。
然后就要为安装Linux的RPM包初始化rpm，使rpm不使用根目录作为系统的 起始路径，而使用/usr/compat/linux作为所有的rpm包的根进行安装，这就要使 用 --root参数指定相对的根目录，以将Linux执行程序与FreeBSD执行执行程序 区分开。rpm在/usr/compat/linux/var/local/lib/rpm中记录包的安装信息。
# mkdir -p /usr/compat/linux/var/local/lib/rpm |
当使用rpm -I安装好所有必须的系统支持文件，以及需要执行的应用程序， 这样安装完毕之后，在通过调整一些参数，Linux程序就能正常执行了。主要需要根 据应用程序的错误提示，修改FreeBSD和Linux在文件和目录结构上的不同，如Linux 执行程序的位置，应该更改为/usr/compat/linux/usr/bin目录或其他相应的路径， 而非原有根目录下的路径，以使得Linux程序内部只调用Linux执行程序。只有一些 对执行程序的格式不敏感的程序，可以使用/bin或/usr/bin下的相应FreeBSD执行程 序。通过这样的设置之后，在FreeBSD下就能运行包括Oracle 8 for Linux在内的大 型应用软件。
但是FreeBSD并不可能运行所有的Linux程序，有的应用程序程序对Linux内核 有一定要求，需要内核的特定版本的支持。一般来讲，对于这些对Linux特定内核有要 求的应用程序，FreeBSD也就无法提供支持了。
不管怎样，虽然在FreeBSD下运行Linux执行程序没有太大的问题，然而毕竟 Linux是一个独立的操作系统，处理问题的风格与FreeBSD不同，因此除了较小的程序 之外，安装支持文件、必要的目录结构等参数的调整是免不了的。
未完，待续。。。
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