《深入理解计算机系统》--链接
链接可以执行与编译时，也就是在源代码被翻译成机器代码时；也可以执行于加载时，也就是在程序被加载器加载到存储器并执行时；甚至可以执行于运行时，由应用程序来执行。
从传统静态链接到加载时的共享库的动态链接，以及到运行时的共享库的动态链接。
一、编译器驱动程序
/* $begin main */
/* main.c */
void swap();
int buf[2] = {1, 2};
int main()
{
swap();
return 0;
}
/* $end main */
/* $begin swap */
/* swap.c */
extern int buf[];
int *bufp0 = &buf[0];
int *bufp1;
void swap()
{
int temp;
bufp1 = &buf[1];
temp = *bufp0;
*bufp0 = *bufp1;
*bufp1 = temp;
}
/* $end swap */
函数main()调用swap交换外部全局数据buf中的两个元素。这个例子贯穿全文，分析链接是如何工作的。但是上述的交换方式非常奇怪！！！大多数编译系统提供编译驱动程序，它代表用户在需要时调用语言预处理器、编译器、汇编器和链接器。
二、静态链接
静态链接器以一组可重定位目标文件和命令行参数作为输入，生成一个完全链接的可以加载和运行的可执行目标文件作为输出。输入的可重定位目标文件由各种不同的代码和数据节组成。指令在一个节中，初始化的全局变量在另一个节中，而未初始化的变量又在另外一个节中。
为构造可执行文件，链接器必须完成两个主要任务：
- 符号解析 目标文件定义和引用符号。符号解析的目的是将每个符号引用刚好和一个符号定义联系起来。
- 重定位 编译器额汇编器生成从地址0开始的代码和数据节。链接器通过把每个符号定义与一个存储器位置联系起来，然后修改所有对这些符号的引用，使得它们指向这个存储器位置，从而重定位这些节。
三、目标文件
目标文件有三种形式：
- 可重定位目标文件 包含二进制代码和数据，其形式可以在编译时与其他可重定位目标文件合并起来，创建一个可执行目标文件。在上图可以发现（我觉得就是单个CPP编译出来的.o文件）
- 可执行目标文件 包含二进制代码和数据，其形式可以被直接拷贝到存储器并执行（最终被编译好的可执行的二进制文件）
- 共享目标文件 一种特殊类型的可重定位目标文件，可以在加载或者运行时被动态地加载到存储器并链接。（共享库之类的）
编译器和汇编器生成可重定义目标文件（包括共享目标文件）。链接器生成可执行目标文件。
各个系统之间，目标文件格式都不相同。
四、可重定位目标文件
一个典型的ELF可重定位目标文件包含下面几个节：
- .text：已编译程序的机器代码
- .rodata：只读数据，比如printf语句中的格式串和开关语句的跳转表
- .data已初始化的全局C变量。局部C变量在运行时保存在栈中，既不出现在.data节中，也不会出现在.bss中
- .bss 未初始化的全局C变量。
八、可执行目标文件
九、加载可执行目标文件
在32位linux系统中，代码段总是从地址0x08048000处开始。数据段是在接下来的一个4KB对齐的地址处。运行时堆在读/写段之后接下来的第一个4KB对齐的地质处，并通过调用malloc库往上增长。用户栈总是从最大的合法用户地址开始，向下增长的。
加载的工作流程：
UNIX系统中的每个程序都运行在一个进程上下文中，有自己的虚拟地址空间。当外壳运行一个程序时，父外壳进程生成一个子进程，它是父进程的一个复制品。子进程通过execve系统调用启动加载器。加载器删除子进程现有的虚拟存储器段，并创建一组新的代码、数据、堆和栈段、新的栈和堆段被初始化为零。通过将虚拟地址空间中的页映射到可执行文件的页大小的片，新的代码和数据段被初始化为可执行文件的内容。最后，加载器跳转到_start地址，它最终会调用应用程序的main函数。除了一些头部信息，在加载过程中没有任何从磁盘到存储器的数据拷贝。直到CPU应用一个被映射的虚拟页才会进行拷贝，此时，操作系统利用它的页面调度机制自动将页面从磁盘传送到存储器。
十、动态链接共享库
十一、从应用程序中加载和链接共享库
在程序中加载和链接动态库是通过函数加载的！
ps:链接可以在编译时由静态编译器来完成，也可以在加载时和运行时由动态链接器来完成。链接器处理称为目标文件的二进制文件。