浅析程序的链接与加载

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前言

实际上光是链接这一块就有很多大牛洋洋洒洒的写成一本书了，所以本文只是简要的介绍链接、加载的基本原理、要完成的工作等，并不涉及流程与实现细节。另本文主要针对C语言程序与Unix系统。

C语言程序的生命周期

• 编写源码。编写hello.c源码文件，它遵循某种字符编码格式，最终以字节序列的形式存储在文件中。
• 预处理。根据源码中的预处理命令，修改原始C程序，得到修改过的程序hello.i。
• 编译。编译器将源码中的内容翻译成汇编语言程序hello.s。
• 汇编。汇编器将hello.s翻译成机器语言指令，并将这些指令打包成一种叫做可重定位目标程序（relocatable object program）的格式，得到hello.o，它是一个二进制文件，即它的字节编码是机器指令，而不是某种格式的字符。
• 链接。链接器将hello.o与它所使用到的库函数以某种格式合并成一个可执行目标文件hello，它可以被加载到内存中，由系统执行。

链接的任务

从上文中的链接过程可以看到，链接器的任务是合并各个独立的可重定位目标文件，最终得到一个可执行目标文件。在构造可执行文件的过程中，链接器必须完成两个主要任务：

• 符号解析：将每个符号引用（变量与函数引用）刚好和一个符号定义联系起来。
• 重定位：编辑器和汇编器生成从地址0开始的代码和数据节。在汇编器生成的可重定位目标程序中，数据和代码的位置都是局部的逻辑地址，而想要在系统中执行这些指令，就需要以某种方式将这些逻