C ではリンクはどのように機能しますか?

C ではリンクはどのように機能しますか?

リンクとは、コンパイラによって生成された個別のオブジェクト ファイルを 1 つの実行可能プログラムに結合するプロセスです。異なるオブジェクト ファイルとライブラリ間の参照を解決し、コードとデータにメモリ アドレスを割り当て、オペレーティング システムによってロードして実行できる最終的な実行可能ファイルを生成します。

リンク プロセス

リンクは通常、リンカー プログラムによって実行されます。リンカは、必要なライブラリとともにオブジェクト ファイルのセットを入力として受け取り、単一の実行可能ファイルを生成します。リンク プロセスには次の手順が含まれます:

1. シンボル解決: リンカーはオブジェクト ファイル内のすべての未定義シンボル (関数、変数など) を検索し、それらの一致を試みます。他のオブジェクト ファイルまたはライブラリからの対応する定義を使用します。
2. アドレス再配置: すべてのシンボルを一度だけ解決されると、リンカは実行可能ファイル内のコードとデータにメモリ アドレスを割り当てます。このプロセスには、参照されるシンボルの正しいメモリ位置を指すようにオブジェクト ファイル内の命令を変更することが含まれます。
3. ライブラリ解決: リンカーは、ファイル内で参照されるライブラリの組み込みも処理します。オブジェクトファイル。これらのライブラリは、標準 C ライブラリやサードパーティ モジュールなどの追加機能を提供し、通常はこの段階でリンクされます。
4. 実行可能ファイルの生成: 最後に、リンカーは変更されたすべてのオブジェクトを結合します。ファイルとライブラリを 1 つの実行可能ファイルにまとめます。このファイルはメモリにロードされ、オペレーティング システムによって実行されます。

アドレスの再配置について

アドレスの再配置は、実行可能コードが確実に実行可能であることを保証するため、リンクにおける重要な手順です。任意のメモリ アドレスからロードして実行できます。アドレス再配置の仕組みについて詳しく説明します:

• シンボル テーブル: 各オブジェクト ファイルには、ファイル内で定義および参照されているすべてのシンボルをリストするシンボル テーブルが含まれています。
• 再配置テーブル: オブジェクトファイルには、リンク中に変更する必要があるオブジェクト ファイル内のアドレスをリストした再配置テーブルも含まれています。これらのアドレスは通常、未解決のシンボルを参照する命令に対応します。
• 再配置計算: リンカは再配置エントリを検出すると、参照されたシンボルの正しいメモリ アドレスを計算します。これには、再配置エントリに格納されているアドレスにベース アドレスを追加することが含まれます。ベース アドレスは、実行可能ファイルの開始メモリ アドレスを表します。
• アドレス変更: 正しいメモリ アドレスが計算されると、リンカは、指定されたアドレスの命令を変更して、実行可能ファイルをポイントします。新しい住所。これにより、実行可能ファイルがメモリにロードされたときに命令が正しく実行されることが保証されます。

結論

リンクは、個別のオブジェクト ファイルから実行可能プログラムを作成できるようにする重要なプロセスです。リンカーは、シンボル参照を解決し、メモリ アドレスを割り当て、ライブラリの組み込みを処理することにより、実行可能コードが効率的かつ正確にロードおよび実行できるようにします。

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