连接器和加载器.pdf

简介：
《连接器和加载器》一文深入探讨了在软件开发中连接器与加载器的关键作用及其工作原理，旨在帮助开发者更好地理解和利用这些工具来提高代码质量和应用程序性能。 ### 连接器与加载器的关键知识点 #### 第1章：链接和加载 - **链接器和加载器的功能**：链接器将多个目标文件合并成一个可执行文件或库；加载器则负责从磁盘读取该可执行文件并将其映射到内存中，准备运行。 - **地址绑定**：程序开发的不同阶段进行地址绑定的方式，包括编译时、链接时和加载时。 - **链接与加载的过程**：链接器处理符号解析和重定位等任务；而加载器则负责将程序的代码段和数据段映射到内存中，并准备运行环境。 - **两遍链接**：指在某些情况下，需要进行两次遍历以解决所有依赖关系。 - **目标代码库**：包含编译后的机器码及符号信息的文件集合。 - **重定位与代码修改**：通过调整目标文件中的地址来适应最终程序的位置，确保正确运行。 - **编译器驱动**：现代编译器通常提供选项以控制链接过程。 - **链接命令语言**：允许用户定制化地进行链接操作的语言或工具。 - **实例分析**：书中提供了具体的链接过程示例。 #### 第2章：体系结构的问题 - **应用程序二进制接口(ABI)**：定义了程序如何与操作系统和硬件交互的标准规范。 - **内存地址**：包括虚拟地址与物理地址的概念，以及两者之间的转换机制。 - **字节顺序及对齐方式**：不同的处理器架构处理数据的方式不一而足。 - **地址构成**：详细解释了不同部分组成完整地址的方法。 - **指令格式**：描述如何解析和执行机器码的规则体系。 - **过程调用**：在各种系统上函数调用的具体实现方法。 - **数据与指令引用**：访问内存中存储的数据及代码的方式和技术细节。 - **特定处理器特性** - IBM 370 - SPARC V8V9 - Intel x86架构等的特殊处理机制和优化技巧。 - **分页与虚拟内存管理**：操作系统如何高效地使用有限物理内存资源的技术手段。 - **程序地址空间布局**：进程在计算机系统的内存中所占区域及分配策略。 - **映射文件到地址空间的方法** - 共享库的利用 - 位置无关代码技术的应用等具体实施方式。 #### 第3章：目标文件 - **组成结构**：介绍目标文件包含的信息类型及其用途。 - **设计原则与考虑因素**：在设计新的或改进现有格式时应关注的关键点。 - **空形式的目标文件格式**：如MS-DOS的.COM文件示例。 - **代码区段内容和组织方式** - Unix a.out 文件 - MS-DOS EXE 文件等不同系统下的实现差异。 - **重定位信息处理机制**：如何调整目标文件中的地址以适应最终程序的位置。 #### 第4章：存储空间分配 - **内存区域划分与管理**：进程的虚拟地址空间是如何被划分为不同类型的数据段和代码段，以及它们的功能描述。 - **多种类型的段定义及其用途** - 初始化变量 - 未初始化数据区等的具体功能说明。 - **分页及对齐要求**：为了提高效率和减少错误而设置的各种内存管理策略。 #### 第5章：符号管理 - **名称解析与绑定机制**：如何在链接过程中找到并正确地关联各个模块中的函数或变量名及其地址位置。 - **符号表结构设计**：存储所有相关联的符号信息的数据格式和组织方式，包括全局、局部以及特殊类型的定义。 #### 第6章：库 - **目的与优势**：封装常用功能以供复用，提高代码重用率并简化开发流程。 - **不同系统的库文件格式** - UNIX - Windows等操作系统下的实现差异及特性比较。 - **创建和使用方法**：详细介绍如何建立、维护以及在项目中应用这些共享资源。 #### 第7章：重定位 - **硬件与软件层面的地址调整技术**: 在程序加载到内存后，根据其实际位置修正代码中的引用地址的方法和技术细节。 - **链接时及运行时重定位的区别及其应用场景** - 符号表和段的相关信息处理 - 指令集相关的具体实现方法 #### 第8章：加载与覆盖技术 - **基本加载流程**：将可执行文件从磁盘读入内存的具体步骤。 - **位置无关代码(PIC)**: 不依赖于特定地址的编码方式及其优缺点分析。 #### 第9章：共享库的应用与发展 - **绑定时间的选择**: 共享库如何与应用程序结合的关键时刻以及其影响因素。 - **实际应用中的特点及挑战**，如内存