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本文深入探讨了链接器的工作原理，包括符号解析、重定位、静态库与动态库的生成及使用，以及运行时链接的概念。通过实际案例，揭示了编程中常见的链接错误及其解决方法。

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文章目录

0.目标完成情况

LeetCode两道 ---- 没做，实在不想做啊，这东西一旦不做就不想做了。
侯捷的视频---- 没看。
csapp第7章看完符号解析----- 超额完成，前11节都看完了，后面不打算看了。

1. 知识复盘

今天虽然被打扰了一个下午，但是总体还是非常开心的，因为我终于明白了一个困扰我很久很久的问题：include .c和include .h，有什么区别？哈哈哈哈，有一种顿悟的感觉，原来我遇到的那么多bug，都是和连接相关的，我太菜了。下面尽量默写吧，然后将我这几天画的思维导图上传。

1.1 符号解析

昨天说过，链接器主要完成两件事：符号解析和重定位。
其中我们日常遇到最多的错误恐怕就是符号解析的错误了。主要有两种：

未定义的引用
多次定义

对于第一种，一般都是声明了，但是没有实现，或者是没有合适的库。对于第二种，就涉及到include的问题了，我遇到的，就是把.c文件include进来，但是又编译了.c文件，那么就会导致两次定义。而符号解析的规则是不允许多次定义的引用的。这里涉及到强符号和弱符号的概念，以及建立在此基础上的符号解析规则。具体见我的思维导图吧，我说了会非常乱。

1.2 静态库

说完符号解析，先不慌说重定位的问题，因为此时可以引出一个非常重要的概念：静态库。静态库是一组二进制可重定位目标文件的打包集合，也就是说，可以认为静态库是一个文件夹（其实是.a文件），里面有很多.o文件，每个.o文件，对应于一个标准函数。在进行静态连接的时候，通常需要将静态库放在命令行后面（这里涉及到链接器的连接规则），链接器会选择静态库中有用的.o文件，将其复制到一个集合中，作为生成最终可执行文件的原材料。这里可以看出一点静态库的优点，也蕴含着静态库的缺点。缺点就是会发生数据和代码的拷贝，浪费磁盘，浪费内存。优点的话比较多，需要看书，或者看我的思维导图。

然后讲到如何生成静态库，并使用。还是挺简单实用的。

1.3 重定位

重定位涉及两个方面：各个节本身地址的重定位和节当中符号对应地址值的重定位。这个地方似乎没真正懂，已经忘了。。

1.4 生成可执行文件

可执行文件总体上和目标文件结构相同，就是将各个重定位之后的目标文件进行合并（因为已经有了所有符号的定义，所以可以进行合并），从而形成更大的一个一个的节。主要分为代码段和数据段，代码段主要是.text节，数据段主要是.data节和.bss节，此外还有一个段，这个段不会最终不会被加载到内存中，有一些特殊的用处，好像和动态链接器有关，忘了。

还有一个很重要的内容是，内存映射，我觉得应该说成程序内存模型，每个进程有自己的内存空间，其中最开始放的是代码段，然后放数据段，然后放堆，堆是向上增长的，而在内存的顶部，内核代码的下方，是放栈的，所以栈是向下增长的，而在堆和栈的中间，则是存放共享库的地方。

1.5 共享库（动态链接库）

1.2节提到了静态库的缺点，而动态库就是为了克服这个缺点，可以说克服地很彻底。共享库就是linux下的.so文件，在windows下就是.dll文件。共享体现在两个方面：

在磁盘中的可执行文件看来，动态库不会拷贝到任何一个可执行文件当中去，这和静态库相反。
在内存中的可执行文件看来，正在利用的动态库，可能还在“同时”被其他进程或者说可执行文件在使用。（这一点存疑，可能我理解有误）

在加载时连接中，共享库的大概原理是，加载器在加载到一个头部数据的时候，会发现一个动态链接器的路径，然后就调用动态链接器，并把控制权交给动态链接器，动态链接器完成几个重定位（具体忘了）的工作，就在内存中得到了完整的可执行文件，从而可以执行。

然后讲了如何动手操作，来实现加载时连接，和静态连接的区别不是很大。主要是需要首先生成动态库，然后调用gcc的动态编译命令即可。

1.6 共享库的运行时链接

运行时链接更恐怖，直接让我们自己写加载链接库的逻辑，比如说加载哪个链接库，何时加载链接库，何时卸载库等。这就很牛逼了。因为，上一节中说的加载时连接，说白了，当我写的代码在被cpu执行的时候，他最终会加载连接哪个库，何时加载连接库（哎其实没有何时的问题，他一定是全部加载好然后才开始执行的），都是已经定死了的（他所谓的“动态”，只是相对于真正可执行程序的动态，相对于静态连接的动态，而不是相对于用户的动态），不会说因为我给他一个什么输入，他就换一个动态链接库来加载，那是做不到的。-----而运行时链接就可以。

实现运行时链接需要我们的应用程序调用一些操作系统的接口，来完成基本的加载链接库、定位符号地址、卸载链接库等操作。

运行时链接的优点有两个：

共享库的优点他都有，也就是节约空间balabala。
可以让应用程序来控制链接。这个优点非常重要，也比较难理解。应用程序来控制链接，意味着应用程序已经开始执行了，那么加载谁、链接谁，由这个正在运行着的应用程序说了算，所以我们可以在应用程序不停止的情况下更换链接库，而且应用程序自己也可以更换链接库呀，所谓 “我们更换”*和“应用程序更换”，其实是没有任何差别的。哎不能太啰嗦了。