详解静态链接的过程

本文是“编译那点事”系列的第二篇，主要详细介绍静态链接的过程，方便程序入门者进行查看。

• 源码
  本文示例代码如下，分为a.c 和b.c文件
  a.c文件如下

/* a.c */
extern int shared;
int main(){
    int a = 100;
    swap(&a, &shared);
}

b.c文件如下

/* b.c */
int shared = 1;
void swap(int *a, int *b){
    *a ^= *b ^= *a ^= *b;
}

分别使用gcc -c a.c -o a.o 和 gcc -c b.c -o b.o 生成.o文件，之后将两个.o文件进行链接，链接命令如下:

ld a.o b.o -e main -o ab

使用objdump -h 分别查看a.o, b.o 和ab可执行文件，发现以下两点：

1. a.o 和 b.o文件中的相同段都会合并，比如.text， .data, 其按照的是逻辑是相似度合并，而不是按照顺序进行合并，这样做能够节约很大一部分内存空间。
2. VMA即虚拟空间地址都是0X00000000，这是因为还没有进行链接，链接通常是分为两步：一是空间和地址的分配；二是符号解析与重定位

查看ab可执行文件得到结果如下:

可以看到所有段的VMA不再是0x0000000，而是有了具体的值。这一步的本质是：链接器按照相似段分配空间的办法，确定各个.o文件中的各个段在链接后的虚拟地址，由于我这里使用的64位机器，所以比如.text段起始地址为0x000000