C 中的連結如何運作？

連結在 C 中如何運作？

連結是將編譯器產生的單獨目標檔案組合成單一執行程式的過程。它解析不同目標檔案和函式庫之間的引用，為程式碼和資料分配記憶體位址，並產生可由作業系統載入和執行的最終可執行檔。

連結過程

連結通常由連結器程式執行。連結器將一組目標檔案以及任何必要的函式庫作為輸入，並產生一個可執行檔。連結過程涉及以下步驟：

1. 符號解析：連結器在目標檔案中搜尋所有未定義的符號（函數、變數等）並嘗試將它們與其他目標文件配對或庫中的相應定義。
2. 位址重定位：一旦所有符號都解決後，連結器將記憶體位址分配給執行檔中的程式碼和資料。此過程涉及修改目標檔案中的指令以指向其引用符號的正確記憶體位置。
3. 函式庫解析：連結器也處理包含在物件檔案中。這些程式庫提供附加功能，例如標準 C 程式庫或第三方模組，通常在此階段連結。
4. 執行檔產生：最後，連結器組合所有修改的物件檔案和函式庫合併成一個執行檔。然後，該檔案可以載入到記憶體中並由作業系統執行。

了解位址重定位

位址重定位是連結中的關鍵步驟，因為它確保可執行程式碼可以從任何記憶體位址載入和執行。以下是地址遷移工作原理的詳細說明：

• 符號表：每個物件檔案都包含一個符號表，列出檔案中定義和引用的所有符號。
• 重定位表：物件檔案還包含一個重定位表，其中列出了連結期間需要修改的目標檔案內的位址。這些位址通常對應於引用未解析符號的指令。
• 重定位計算：當連結器遇到重定位條目時，它會計算引用符號的正確記憶體位址。這涉及將基底位址新增至儲存在重定位條目中的位址。基底位址代表可執行檔的起始記憶體位址。
• 位址修改：一旦計算出正確的記憶體位址，連結器就會修改指定位址處的指令，使其指向新位址。這確保了當可執行檔載入到記憶體時指令將正確執行。

結論

連結是一個關鍵過程，可以從單獨的目標檔案建立可執行程式。透過解析符號引用、分配記憶體位址和處理庫包含，連結器確保可執行程式碼可以有效率、正確地載入和執行。

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