读读《程序员自我修养》--简介&静态链接-优快云博客

生成.s文件
对预处理完的文件，进行一系列词法分析、语法分析、语义分析及优化后生产相应的汇编代码文件。
现在版本的GCC将预编译和编译合并一个步骤
编译分6步
- 扫描
  - 源代码程序被输入扫描器（Scaner），进行词法分析，将源代码的字符序列分割成一系列的记号（Token）
- 语法分析
  - Grammar Parser：将对扫描器产生的记号进行语法分析，从而产生语法树（Syntax Tree）
    - 整个分析过程采用了：上下无关语法（Context-free Grammar）的分析手段
- 语义分析
  - 语义分析器：Semantic Analyzer来完成，仅仅是完成了对表达式的语法层面的分析，但是它并不了解这个语句是否真正有意义。
- 源代码优化
  - 源码级优化器在源代码级别进行优化
    - 简单的表达式，可以进行优化，直接取结果
- 代码生成
  - 源码级优化器产生中间代码标志着下面的过程都属于编辑器后端。
  - 属于编辑器后端。
- 目标代码优化
  - 属于编辑器后端。

3、汇编（Assembly）

生成.o文件（目标文件Object File）
将汇编代码转变成机器可以执行的指令

4、链接（Linking）

生成 .out 可执行文件
- 调用ld生成
一个复杂的项目会划分为小模块，每个模块独立编译完后，然后按照需要将它们“组装”起来。这个组装的过程就是链接。
主要过程
- 地址和空间分配（Address and Storage Allocation）
- 符号决议（Symbol Resolution）
- 重定位（Relocation）
  - 编译时候可能不知道变量的地址，等链接时候才知道正确地址，进行地址修正，这个过程叫重定位。
  - 重定位所作的就是给程序中每个这样的绝对地址引用的位置“打补丁”，是它们指向正确的地址。
静态链接
- 每个模块的源代码（如.c文件）经过编译器编译成目标文件（Object File，一般为.o或.obj），目标文件和库（Library）一起链接形成最终可执行文件。
- 最常见的库就是运行时库（RunTime Library，简称CRT）
  - 支持程序运行的基本函数的集合
  - 库其实是一组目标文件的包
  - 一些最常用的代码编译成目标文件后打包存放

三、目标文件里有什么

1、目标文件的格式

目标文件就是源代码编译后但未进行链接的中间文件；
目标文件的后缀：Windows的.obj，Linux的.o；
可执行文件：Windows的.exe，Linux的ELF可执行文件；
动态链接库：Windows的.dll，Linux的.so；
静态链接库：Windows的.lib，Linux的.a；

2、目标文件是什么样的

目标文件里面有：机器指令代码、数据、符号表、调试信息、字符串等；
文件头File Header：描述整个文件的文件属性，如是否执行，静态还是动态，及入口信息、目标硬件、目标操作系统等信息；
机器指令放在代码段（Code Section），为.code或.text；
全局变量和局部静态变量数据，放在数据段（Data Section）,为.data；
静态变量放在.bss section，.bss段只是为未初始化的全局变量和局部静态变量（都为0）预留位置而已。

3、挖掘 SimpleSection.o

（1）代码段.text；
（2）数据段和只读数据段.data：初始化的全局静态变量和局部静态变量；
（3）.bss：未初始化的全局变量和局部静态变量；

4、ELF 文件结构描述

ELF（Executable and Linkable Format）：可执行与可链接格式，文件是UNIX和类UNIX操作系统的标准二进制格式文件。
里面包括：文件头、段表、重定位表、字符串表

5、链接的接口----符号

ELF符号表结构：
extern "C"：C++编译器将括号内的当作C语言代码处理；

6、调试信息

目标文件里可能保存调试信息，支持源代码级别的调试。

四、静态链接

主要讲解：

1、空间与地址分配

2、符号解析与重定位

3、COMMON块

4、C++相关问题

5、静态库链接

6、链接过程控制

7、BFD库

（1）对于连接器来说，整个链接过程中，它就是将几个输入目标文件加工后合并成一个输出文件。

（2）静态链接中的第一个步骤，即目标文件在被链接或最终可执行文件时，输入目标文件中的各个段是如何被合并到输出文件中的，链接器如何为它们分配在输出文件中的空间和地址。一旦输入段的最终地址被确定，接下来就可以进行符号的解析与重定位，链接器会把各个输入目标文件中对于外部符号的引用进行解析，把每个段中须重定位的指令和数据进行“修补”，使它们都指向正确的位置。