C 链接如何工作：从目标文件到可执行文件？

C 链接在实践中是如何工作的？

在 C 中，链接是组合多个目标文件（.o 文件）和库（.a 或 .so 文件）转换为单个可执行文件（.exe 或 .out）。链接器解析目标文件和库之间的外部引用，并创建符号表和可执行文件运行所需的其他信息。

链接是如何发生的？

1. 编译：源代码被编译成目标文件。每个目标文件都包含特定函数或模块的编译代码，以及有关该模块中定义和引用的符号（变量、函数、类）的信息。
2. 重定位：期间链接时，链接器执行重定位，这是修改目标文件中符号地址以匹配它们在可执行文件中的最终地址的过程。这是必要的，因为当多个目标文件组合成单个可执行文件时，符号的地址可能会发生变化。
3. 符号解析：链接器解析对象文件和库之间的外部引用。当一个符号在一个目标文件中引用但在另一个目标文件中定义时，链接器会找到定义并在它们之间创建链接。这确保了可执行文件在运行时可以访问它所需的所有符号。
4. 输出生成：解析所有外部引用后，链接器将创建一个可执行文件，其中包含所有来自目标文件和库的代码和数据。然后可执行文件就可以运行了。

重定位实践

为了说明重定位的过程，请考虑以下示例：

// a.cpp
int a = 10;
int main() {
  return a;
}

// b.cpp
int b = 20;

当我们编译a.cpp和b.cpp时，我们得到两个目标文件：a.o和b.o. a.o 文件包含变量 a 的定义，而 b.o 文件包含变量 b 的定义。

当我们将 a.o 和 b.o 链接在一起时，链接器需要确保对 a 和 b 的引用在最终的可执行文件指向正确的地址。这是通过执行重定位来完成的。

在重定位期间，链接器会修改可执行文件中 a 和 b 的地址，以匹配它们在内存中的最终地址。例如，如果 a 分配在地址 0x1000，b 分配在地址 0x2000，则链接器将修改可执行文件中对 a 的所有引用，使其指向 0x1000，将所有对 b 的引用修改为指向 0x2000。

此过程确保可执行文件在运行时可以正确访问变量 a 和 b。

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