C 链接如何将目标文件和库合并为可执行文件？

C 链接在实践中如何工作

概述

C 链接是组合多个目标文件 (.o) 和库的过程(.a) 到单个可执行文件中。与将源代码转换为目标文件的编译不同，链接会解析未解析的符号，重新定位地址，并确保最终的可执行文件已准备好执行。

地址重定位

的关键功能之一链接是地址重定位。每个目标文件都包含对外部符号的引用，例如在其他文件中声明的函数和数据。在链接过程中，链接器计算这些符号的最终地址，并相应地调整目标文件的代码和数据部分。

重定位信息

目标文件向链接器提供重定位信息。每个重定位条目包括需要重定位的目标文件中的地址和目标符号。

链接器的角色

链接器从所有目标文件和库中读取重定位条目。它通过在其他输入文件或库中查找未解析的符号的定义来解析它们。然后，它计算所有符号的最终地址并更新重定位条目。

可执行文件

解析所有符号并重定位地址后，链接器将各个目标文件组合成一个单个可执行文件。此可执行文件包含程序在目标平台上运行所需的代码和数据。

示例

考虑以下 C 程序：

// main.cpp
#include <iostream>

int main() {
  std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
  return 0;
}

当此程序是编译后，它会生成两个目标文件：main.o 和 cout.o。目标文件 main.o 包含 main 函数的代码，而 cout.o 包含

在链接期间，链接器从两个目标文件中读取重定位条目。它通过在 cout.o 中查找 std::cout 的定义来解析对 std::cout 的引用。链接器还会更新 main.o 中的地址引用，使其指向可执行文件中 std::cout 的正确地址。

最终的可执行文件名为 a.out，包含两个目标文件的组合代码并准备好被执行。

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