关于编译链接的几个自问自答

• 程序从源代码.c文件到可执行.o文件需要哪几步？
  • 预编译：main.c --> main.i 把c文件变成中间文件，去除注释、展开宏等操作；
  • 编译：main.i --> main.s 把中间文件翻译成汇编代码文件；
  • 汇编：main.s --> main.o 把汇编代码文件转变成目标文件；
  • 链接：将可重定位目标文件进行链接生成可执行目标文件；
• 目标文件（elf文件）有哪几种？
  • 可重定位目标文件：被用来链接成可执行目标文件或共享目标文件；
  • 可执行目标文件：可以直接执行的程序；
  • 共享目标文件：可以链接到可重定位目标或共享目标文件生成新的目标文件，也可以当做动态库直接与可执行目标文件结合
• coredump文件是一种特殊的ELE文件
  • 在进程意外终止时，将进程的地址空间的内容和终止时的一些其他信息转储到coredump文件
• elf文件由段结构组成，有三个比较关键的段：
  • data段：保存已初始化的全局变量和局部静态变量；
  • bss段：保存未初始化的全局变量和局部静态变量；
  • text段：保存代码；
• 静态链接如何合并两个目标文件？
  • 链接器采用两步链接的方法：
    • 第一步，空间与地址分配：扫描所有输入的目标文件，获取各个段的长度、属性和位置，并收集符号表和符号引用统一放到全局符号表，把多个文件按照相似段合并成一个输出文件（例如三个data段合并成一个data段）；
      • 空间分配是指重新分配虚拟地址空间（进程空间）；
      • 地址分配是指进程中的虚拟地址；
      • 虚·拟地址和物理地址的映射关系是另外的一个话题
    • 第二步，符号解析和重定位： 在输出文件中完成符号解析和重定位；
• 符号解析和重定位的过程是什么？
  • 符号解析：对于输入的目标文件来说，符号解析就是对外部符号的引用进行解析；
  • 重定位：把每个段中需要重定位的指令和数据进行“修补”，指向正确的位置
• 符号解析和重定位具体作用或者说过程是怎么样的？
  • 符号解析：当一个目标文件中引用了其他目标文件的符号时，该目标文件是不知道这个符号正确的地址是多少，只有链接时才可以在其他目标文件找到符号定义和地址，寻找外部符号地址的过程就是”符号解析“；解析外部符号后需要修正外部符号引用的地址，这个修正过程就叫做“重定位”