Chapter 7 Linking¶
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链接/Linking 是将各种代码和数据片段收集并且组合成一个单一文件的过程，这个文件可以被加载（也就是复制）到内存并且执行。链接可以发生在编译时/Compile Time；也可以发生在加载时/Load Time，也就是程序被加载器/Loader 加载到内存并执行时；还可以发生在运行时/Run Time。现代操作系统中，链接是由链接器/Linker 自动执行的。
7.1 编译器驱动程序¶
大多数编译系统都提供编译器驱动程序/Compiler Driver，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，比如 gcc -Og -o prog main.c sum.c，就可以将 main.c 和 sum.c 编译、汇编、链接成一个可执行文件 prog。
首先编译器驱动程序会先运行 C 预处理器/cpp，这期间会对源代码进行宏替换、头文件包含、条件编译与注释删除等等操作，比如下面的命令 cpp [args] main.c -o tmp/main.i 就将 main.c 预处理后的结果保存到 tmp/main.i 文件中。
之后驱动程序运行 C 编译器/cc1，将预处理后的文件 tmp/main.i 编译成 ASCII 汇编语言文件 tmp/main.s：cc1 tmp/main.i -Og [args] -o tmp/main.s。
然后驱动程序运行汇编器/as，将汇编语言文件 tmp/main.s 汇编成可重定位文件/Relocatable Object File tmp/main.o：as [args] -o tmp/main.o tmp/main.s。
驱动程序经过相同的过程生成 sum.o，然后运行链接器程序 ld 将 main.o 和 sum.o 以及一些必要的系统目标文件组合起来，形成一个可执行目标文件/Executable Object File prog：
ld -o prog [other complex args and files] tmp/main.o tmp/sum.o。
最后执行 ./prog，shell 会调用操作系统中的一个叫做加载器/Loader 的函数，将可执行文件的内容复制到内存中并将控制转移到这个程序的开头。
7.2 静态链接¶
7.3 目标文件¶
目标文件一共有三种形式：
- 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；
- 可执行目标文件：包含二进制代码和数据，可以被复制到内存并执行；
- 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进内存并链接。
编译器和汇编器生成可重定位目标文件和共享目标文件，链接器生成可执行目标文件。在 Linux 和 Unix 上，目标文件的格式是可执行可链接格式（Executable and Linkable Format，ELF），而在 Windows 上，目标文件的格式是可移植可执行格式（Portable Executable，PE）。