《深入了解计算机系统》第七章读书笔记

第一部分：链接

链接定义：链接是将各种代码和数据部分收集起来并组合成为一个单一文件的过程，这个文件可被加载(或被拷贝)到存储并执行。

第二部分：目标文件

目标文件：目标文件用以存放目标代码和由编译器或汇编器生成的相关数据的计算机文件格式称为目标文件格式。

目标文件格式有许多不同的种类。最初每种类型计算机都拥有自身独特的格式，但随着Unix和其他可移植操作系统的问世，人们定义了例如COFF和ELF这些格式，并在不同的系统上使用它们。通常，链接器的输入和输出使用相同的文件格式，库文件和可执行文件格式也是一样使用相同的格式。

包含格式：可重定位目标文件，可执行目标文件，共享目标文件。

格式：

处理目标文件常用工具：

STRINGS，NM，SIZE，OBJDUMP等

第三部分：符号

符号与符号表

结构C版本：

typedef struct{
    int name;   //字符串表中的字节偏移，指向符号的以NULL结尾的名字
    int value;  //符号的地址，对于可重定位的模块是距定义目标的节起始位置的偏移。
    int size;   //目标大小（单位：字节）
    char type:4,    //数据或函数
         binding:4; //本地LOCAL/全局GLOBAL
    char reserved;
    char section;   //到节头部表的索引
}Elf_Symbol;

符号解析：

运用方式大致为：

1 判断文件类型

2 对应表找符号解析

3 文件扫描，是否需要重定位（是否能解析）构建可执行文件

4 库运用（一般是将库放在命令行的结尾），如果各个库的成员是相互独立(也就是说没有成员引用另一个成员定义的符号)，那么这些库就可以按照任何顺序放置在命令行的结尾处

重定位：

重定位就是把程序的逻辑地址空间变换成内存中的实际物理地址空间的过程，也就是说在装入时对目标程序中指令和数据的修改过程。他是实现多道程序在内存中同时运行的基础。重定位有两种，分别是动态重定位与静态重定位。

重定位是由操作系统安排的。在装入程序前，系统会计算未使用的内存，然后将程序装入，并记下开始地址。在执行有相对地址的指令时，会将所有的地址加个刚才记下的开始地址，就叫重定位。

1、静态重定位：

即在程序装入内存的过程中完成，是指在程序开始运行前，程序中的各个地址有关的项均已完成重定位，地址变换通常是在装入时一次完成的，以后不再改变，故成为静态重定位。

2、动态重定位：

它不是在程序装入内存时完成的，而是CPU每次访问内存时 由动态地址变换机构（硬件）自动进行把相对地址转换为绝对地址。动态重定位需要软件和硬件相互配合完成。

将逻辑地址空间重定位到物理地址空间的时机有三种：

1、程序编译连接时。

2、程序装入内存时。

3、程序执行时。

总结：

第一个阶段预处理在正式的编译阶段之前进行。预处理阶段将根据已放置在文件中的预处理指令来修改源文件的内容。#include指令就是一个预处理指令，它把头文件的内容添加到.cpp文件中还有其他许多预处理指令，第二个是链接程序阶段把所有对象文件中的机器码组合在一起，并解析它们之间的交叉引用。它还集成了对象模块所使用的库函数的代码。实际上有些链接是动态的，即这些链接是在程序执行时建立的。链接程序静态地建立函数之间的链接，即在程序执行之前建立组成程序的源文件中所包含的函数链接。