链接器和加载器04
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`load_start`, `load_end`, 和 `run_start` 是 ARM 汇编伪指令,通常用于描述一个代码段的加载和运行开始/结束位置。
这些伪指令通常在嵌入式系统或低级系统编程中使用,以帮助链接器或加载器确定如何加载和运行代码。
1. load_start: 这个伪指令标记了代码段的开始位置,这个位置是在程序被加载到内存中时确定的。
这个标签通常用于确定程序在内存中的基地址。
2. load_end: 这个伪指令标记了代码段的结束位置。
这个标签可以帮助确定程序的大小,从而可以在加载时为其分配足够的内存。
3. run_start: 这个伪指令标记了代码段的运行开始位置。
这通常是在程序开始执行之前,由链接器或加载器确定的地址。
这个地址通常会被用作程序的入口点。
这些伪指令通常在链接脚本中使用,链接脚本是用来描述如何链接程序的各个部分的文件。
通过使用这些伪指令,链接器或加载器可以确定程序在内存中的位置,并正确地执行它。
需要注意的是,这些伪指令的行为可能会根据不同的链接器和加载器而有所不同,因此具体行为可能需要参考相关工具的文档或手册。
第9章 共享库$Revision: 2.3 $$Date: 1999/06/15 03:30:36 $程序库的产生可以追溯到计算技术的最早期,因为程序员很快就意识到通过重用程序的代码片段可以节省大量的时间和精力。
随着如Fortran and COBOL等语言编译器的发展,程序库成为编程的一部分。
当程序调用一个标准过程时,如sqrt(),编译过的语言显式地使用库,而且它们也隐式地使用用于I/O、转换、排序及很多其它复杂得不能用内联代码解释的函数库。
随着语言变得更为复杂,库也相应地变复杂了。
当我在20年前写一个Fortran 7 7编译器时,运行库就已经比编译器本身的工作要多了,而一个Fortran 77库远比一个C++库要来得简单。
语言库的增加意味着:不但所有的程序包含库代码,而且大部分程序包含许多相同的库代码。
例如,每个C程序都要使用系统调用库,几乎所有的C程序都使用标准I/O库例程,如printf,而且很多使用了别的通用库,如math,networking,及其它通用函数。
这就意味着在一个有一千个编译过的程序的UNIX系统中,就有将近一千份printf的拷贝。
如果所有那些程序能共享一份它们用到的库例程的拷贝,对磁盘空间的节省是可观的。
(在一个没有共享库的UNIX系统上,单printf的拷贝就有5到10M。
)更重要的是,运行中的程序如能共享单个在内存中的库的拷贝,这对主存的节省是相当可观的,不但节省内存,也提高页交换。
所有共享库基本上以相同的方式工作。
在链接时,链接器搜索整个库以找到用于解决那些未定义的外部符号的模块。
但链接器不把模块内容拷贝到输出文件中,而是标记模块来自的库名,同时在可执行文件中放一个库的列表。
当程序被装载时,启动代码找到那些库,并在程序开始前把它们映射到程序的地址空间,如图1。
标准操作系统的文件映射机制自动共享那些以只读或写时拷贝的映射页。
负责映射的启动代码可能是在操作系统中,或在可执行体,或在已经映射到进程地址空间的特定动态链接器中,或是这三者的某种并集。
动态链接器原理动态链接器是操作系统中一个非常重要的组件,它的作用是在程序执行过程中将程序中用到的外部函数库中的函数动态地链接到程序中,以便程序能够正常运行。
动态链接器是一个独立的模块,负责在程序执行过程中将程序中的未定义函数引用链接到相应的函数库中。
动态链接器的实现原理主要包括动态链接库加载、符号解析、重定位和重定位的过程。
动态链接库加载是指在程序运行的过程中,动态链接器需要将程序中用到的动态链接库加载到内存中,以便程序能够正常访问这些库中的函数。
动态链接库通常以共享库的形式存在,不同的操作系统有不同的共享库格式,如Linux系统中的.so 文件、Windows系统中的.dll文件等。
动态链接器会在程序加载的过程中检查程序中的动态链接库依赖关系,然后按照依赖关系将相应的库加载到内存中。
符号解析是动态链接器的另一个重要功能,它的作用是将程序中的符号与库中的函数进行匹配。
当程序中调用一个未定义的函数时,动态链接器会在程序的符号表中查找这个函数的符号,并在动态链接库中查找对应的函数。
如果找到了匹配的函数,动态链接器将函数的地址替换为实际的函数地址,以便程序能够正常执行。
重定位是动态链接器的另一个核心功能,它的作用是将程序中的函数调用的地址进行重定位,以确保程序能够正确访问库中的函数。
在程序加载的过程中,动态链接器会对程序中的函数调用的地址进行修正,将这些地址指向动态链接库中的函数的实际地址。
这样,程序就可以正确地调用库中的函数,实现程序的正常执行。
动态链接器的实现原理涉及到程序的加载、符号的解析和重定位的过程,这些过程是动态链接器能够正确链接程序的关键。
动态链接器的设计能够极大地提高程序的灵活性和可移植性,使程序能够在不同的环境中正常运行。
因此,了解动态链接器的原理对程序员来说是非常重要的,能够帮助他们更好地理解程序的执行过程,提高程序的性能和可维护性。
linux下静态链接和动态链接的原理及应用静态链接和动态链接是软件开发中常用的两种链接方式,用于将程序中的函数库和外部库文件与可执行文件进行关联。
本文将介绍静态链接和动态链接的原理和应用。
一、静态链接静态链接是指将程序中依赖的函数库和外部库文件的代码全部编译进最终生成的可执行文件中。
在静态链接的过程中,编译器会将源代码中的函数库和外部库文件的符号引用替换为符号定义,并将它们的机器码放入可执行文件中的相应位置。
静态链接的原理:1.链接器在进行静态链接时,将需要的函数库和外部库文件的代码复制到可执行文件的代码段中。
2.链接器将符号引用替换为符号定义,使得程序在执行时可以正确找到需要的函数库和外部库文件的代码。
3.链接器会解析符号的重定位信息,确定符号在可执行文件中的具体地址。
静态链接的优点:1.可执行文件中包含了所有需要的代码,因此在运行时不需要依赖外部函数库和动态链接器,可以独立运行。
2.静态链接可以减少程序的依赖性,使得程序更加稳定和可靠。
3.静态链接可以提高程序的执行性能,因为不需要在运行时加载外部库文件。
静态链接的缺点:1.可执行文件会变得较大,因为需要包含所有依赖的函数库和外部库文件的代码。
2.静态链接每次都需要将依赖的库代码复制到可执行文件中,因此每次编译都需要重新链接,导致编译时间较长。
3.如果多个可执行文件都依赖同一个函数库和外部库文件,会导致文件系统中存在多个相同的代码副本,浪费存储空间。
静态链接的应用:1.部署独立的可执行文件,不依赖任何外部库文件和动态链接器。
2.保证程序的稳定性和可靠性,避免由于外部库文件版本的变化导致程序错误。
3.减少系统中相同代码副本的数量,节省存储空间。
二、动态链接动态链接是指将程序中依赖的函数库和外部库文件的代码存放在独立的共享库文件中,程序在运行时通过动态链接器将共享库文件加载到内存中,并与可执行文件建立起关联。
动态链接的原理:1.可执行文件中只包含函数库和外部库文件的符号引用,不包含实际的代码。
qnx系统编译原理QNX操作系统是一种实时操作系统,具有高可靠性和高安全性。
了解QNX系统的编译原理对于开发人员和系统管理员来说非常重要,因为它能帮助他们理解系统的内部工作原理,并加以利用和优化。
QNX系统的编译原理涉及到编译器、链接器和加载器三个主要组件。
编译器是将源代码转换为机器可执行代码的工具。
在QNX系统中,常用的编译器有QCC (QNX C Compiler)和GNU编译器套件。
这些编译器支持多种编程语言,如C、C++和Objective-C。
开发人员可以使用这些编译器来编译他们的应用程序。
链接器是将多个目标文件合并成一个可执行文件的工具。
在QNX系统中,常用的链接器有QCC和GNU链接器。
链接器将各个目标文件中的符号解析和重定位,生成最终的可执行文件。
在链接过程中,还可以进行库的链接,以便程序可以调用库中的函数和资源。
加载器是将可执行文件加载到内存中并执行的工具。
加载器负责将可执行文件中的指令和数据加载到适当的内存地址,并设置好程序的执行环境。
在QNX系统中,加载器会根据可执行文件的格式进行解析和加载,以便正确地执行程序。
除了编译器、链接器和加载器,QNX系统的编译原理还涉及到一些其他的概念和技术。
其中包括语法分析、词法分析、优化技术等。
这些技术的应用可以提高编译器的效率和生成的代码质量。
总之,了解QNX系统的编译原理对于开发人员和系统管理员来说是非常重要的。
它可以帮助他们理解系统内部的工作原理,优化代码的性能,提高系统的可靠性和安全性。
通过研究和应用QNX系统的编译原理,我们可以更好地理解和利用这个强大的实时操作系统。
简述编译程序的主要构成成分及各自的主要功能编译程序是将高级语言代码转换为机器语言代码的程序。
它主要由以下几个构成成分组成:预处理器、编译器、汇编器、链接器和加载器。
每个构成成分都有其独特的功能,下面将详细介绍。
一、预处理器预处理器是编译程序的第一个阶段,主要负责对源代码进行预处理。
它会根据源代码中的指令,进行宏替换、条件编译、头文件包含等操作,生成新的源代码文件。
这些操作可以使得源代码更加规范化和易于维护。
二、编译器编译器是编译程序的核心部分,主要负责将高级语言代码转换为汇编语言代码。
它会对源代码进行语法分析和语义分析,并生成对应的中间代码。
然后将中间代码转换为汇编语言代码,并生成目标文件。
三、汇编器汇编器是将汇编语言代码转换为机器语言代码的工具。
它会读取目标文件中的汇编码,并将其转换为机器码。
同时还会生成符号表和重定位表等辅助信息,以便后续链接操作使用。
四、链接器链接器主要负责将多个目标文件合并成一个可执行文件。
在这个过程中,它会将各个目标文件中的符号进行链接,并解决符号重定义问题。
同时还会进行地址重定位和库函数的链接等操作。
五、加载器加载器是将可执行文件加载到内存中并执行的程序。
它会将可执行文件从磁盘读取到内存中,并根据可执行文件中的指令进行相应的操作。
例如,初始化程序堆栈、分配内存空间等。
综上所述,编译程序是由预处理器、编译器、汇编器、链接器和加载器等构成成分组成的。
每个构成成分都有其独特的功能,在整个编译过程中起着不可或缺的作用。
通过这些构成成分的协同工作,我们可以将高级语言代码转换为机器语言代码,并最终实现程序的运行。
gcc, as, ld的一些笔记(一)(原创)1.本文不是教程,只是描述c语言(gcc环境),编译器,连接器,加载器,at&t汇编,ia32一些相关知识和笔记,很多需要深入的地方需要大家寻找相关的资料学习。
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2.gcc安装的各个部分:g++ c++编译器,链接时使用c++库gcc c编译器,链接时使用c库cc1 实际的c编译器cc1plus 实际的c++编译器collect2 使用collect2产生特定的全局初始化代码,后台处理是传递参数给ld完成实际的链接工作。
crt0.o 初始化和结束代码libgcc 平台相关的库gcc安装需要的文件:gcc-core-3.4.6.tar.gz2 gcc核心编译器,默认只包含c编译器gcc-g++-3.4.6.tar.bz2 g++编译器gcc-testsuite-3.4.6.tar.bz2 测试套件./configure && make && make install3.binutils安装的各个部分as gnu汇编工具gprof 性能分析工具ld gnu链接器makeobjcopy 目标文件从二进制格式翻译或复制到另一种objdump 显示目标文件的各种信息strings 显示文件的字符串strip 去除符合表readelf 分析elf并显示信息链接器可以读写各种目标文件中的信息,通过BFD(binary file descriptor)提供的工具实现,BFD定义了类似a.out, elf, coff 等目标文件的格式。
4.gcc预处理程序1)define指令#可将传递的宏字符串化##将两个名字连接成一个(注意不是连接成字符串)例:#define TEST(ARGTERM) \printf(“the term “ #ARGTERM “is a string\n”) 使用__VA_ARGS__定义可变参数宏例:#define err(...) fprintf(stderr, __VA_ARGS)err (“%s %d\n”, “error code is”, 48);为了消除无参数时的逗号,可以用下面方法定义:# define err(...) fprintf(stderr, ##__VA_ARGS)一种等同的方法是:#define dprintf(fmt, arg...) printf(fmt, ##arg) 其他例:#define PASTE(a, b) a##b2)error 和 warning指令#error “y here? bad boy!”3)if, elif, else, endif指令支持的运算符:加减乘除,位移,&&,||,!等示例:#if defined (CONFIG_A) || defined (CONFIG_B)……#endif4)gcc预定义宏__BASE_FILE__ 完整的源文件名路径__cplusplus 测试c++程序__DATE____FILE__ 源文件名__func__ 替代__FUNCTION__,__FUNCTION__以被GNU不推荐使用__TIME____LINE____VERSION__ gcc版本5)几个简单例子:例1:#define min(X, Y) \(__extension__ ({typeof (X) __x = (X), __y = (Y); \(__x < __y) ? __x : __y; }))#define max(X, Y) \(__extension__ ({typeof (X) __x = (X), __y = (Y); \(__x > __y) ? __x : __y; }))这样做的目的是消除宏对X,Y的改变的影响,例如:result = min(x++, --y); printf(x, y);补充:圆括号定义的符合语句可以生成返回值,例:result = ({ int a = 5;int b;b = a + 3;}); 将返回8例2:#define dprintfbin(buf, size) do{ int i; \printf("%s(%d)@", \__FUNCTION__, __LINE__); \for(i = 0; i < size - 1; i++){ \if(0 == i % 16) \printf("\n"); \printf("0x%02x ", ((char*)buf)[i]); \} \printf("0x%02x\n", ((char*)buf)[i]); \}while(0)这个比较简单,不用解释了例3:#ifdef __cplusplusextern "C"{#endifint foo1(void);int foo2(void);#ifdef __cplusplus}#endif作用:在c++程序中使用c函数及库,c++编译程序时将函数名粉碎成自己的方式,在没有extern的情况下可能是_Z3_foo1,_Z3_foo2将导致连接错误,这里的extern表示在连接库时,使用foo1,foo2函数名。