<连接器和加载器>——概述连接器和加载器

0.涉及术语

　　（1）地址绑定

　　　　将抽象的符号与更抽象的符号绑定，如 sqrt 符号与地址 0x0020010绑定。

　　（2）符号解析

　　　　程序相互作用通过符号进行，如主程序调用库函数sqrt，连接器通过表明分配给sqrt的地址来解析这个符号，并且修改代码使call命令能调用该地址。

　　（3）程序加载

　　　　指数据从磁盘拷贝到内存，往往还包括分配存储空间、设置保护位、通过虚拟内存将虚拟地址映射到磁盘内存页上。

1.连接器

　　（1）主要负责工作

　　　　库查询、重定位、连接

　　（2）重定位

　　　　重定位就是重写绑定地址。

　　　　【1】重定位的发展

　　　　　　操作系统出现前，程序独占内存，运行前能确定运行地址，重定位在连接时确定。

　　　　　　操作系统出现后，程序共享内存，运行时确定运行地址，重定位在加载时确定。这时覆盖技术出现。

　　　　　　虚拟内存出现后，程序独占内存，连接时确定地址。覆盖技术淘汰。

　　　　【2】库与重定位　　

　　　　　　静态库

　　　　　　　　静态库在生成时完成一次地址绑定，连接时被调用的例程引入程序，并重定位。

　　　　　　动态库

　　　　　　　　程序运行前不会绑定地址。

　　（3）两边连接

　　　　（1）输入连接器的信息

　　　　　　目标文件 + 库文件 + ... == 连接器 ==》 目标文件

　　　　　　具体：

　　　　　　所有的目标文件和库文件都包含两个信息：各种段、符号表。

　　　　　　【1】程序分段

　　　　　　　　由于有了操作系统，一个程序的多个进程可能同时运行，为了节省空间，将程序分为会改变和不会改变部分，让同程序进程通用不会改变段，所以连接器必须将同类的段合在一起。

　　　　　　【2】符号表

　　　　　　　　符号表包含导入符号、导出符号，导入符号：文件未定义，单被引用。导出符号：文件定义，被其他文件引用。

　　　　（2）第一次扫描

　　　　　　扫描所有输入段信息，符号表，得出整个段大小和内存分布。

　　　　（3）第二次扫描

　　　　　　利用第一次扫描信息控制实际连接过程，会读取重定位目标代码，为符号引用替换成数字地址，调整代码和数据的内存地址以反映重定位的段地址，并将重定位代码写入输出目标文件。

　　　　　　同时还会输出文件头部信息、重定位的段和符号表信息。

　　　　　　如果调用了动态库，那么还要包含运行时连接器解析动态符号所需的信息。

　　　　　　另外，连接器还会生成少量代码和数据，例如程序启动需要被调用的指向各初始化例程的指针数组。