Wie kombiniert C-Linking Objektdateien und Bibliotheken zu einer ausführbaren Datei?

Wie C-Linking in der Praxis funktioniert

Übersicht

C-Linking ist der Prozess der Kombination mehrerer Objektdateien (.o) und Bibliotheken (.a) in eine einzige ausführbare Datei. Im Gegensatz zur Kompilierung, bei der Quellcode in Objektdateien übersetzt wird, werden beim Verknüpfen nicht aufgelöste Symbole aufgelöst, Adressen verschoben und sichergestellt, dass die endgültige ausführbare Datei zur Ausführung bereit ist.

Adressverschiebung

Eine der entscheidenden Funktionen von Bei der Verlinkung handelt es sich um eine Adressverschiebung. Jede Objektdatei enthält Verweise auf externe Symbole, z. B. Funktionen und Daten, die in anderen Dateien deklariert sind. Während der Verknüpfung berechnet der Linker die endgültige Adresse dieser Symbole und passt die Code- und Datenabschnitte der Objektdatei entsprechend an.

Verlagerungsinformationen

Objektdateien stellen dem Linker Verlagerungsinformationen zur Verfügung. Jeder Verschiebungseintrag enthält die Adresse in der Objektdatei, die verschoben werden muss, und das Zielsymbol.

Rolle des Linkers

Der Linker liest Verschiebungseinträge aus allen Objektdateien und Bibliotheken. Es löst ungelöste Symbole auf, indem es ihre Definitionen in anderen Eingabedateien oder Bibliotheken findet. Anschließend berechnet er die endgültigen Adressen aller Symbole und aktualisiert die Verschiebungseinträge.

Ausführbare Datei

Sobald alle Symbole aufgelöst und Adressen verschoben wurden, fügt der Linker die einzelnen Objektdateien zu einer zusammen einzelne ausführbare Datei. Diese ausführbare Datei enthält den notwendigen Code und die Daten, damit das Programm auf der Zielplattform ausgeführt werden kann.

Beispiel

Betrachten Sie das folgende C-Programm:

// main.cpp
#include <iostream>

int main() {
  std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
  return 0;
}

Wenn dieses Programm ist Beim Kompilieren werden zwei Objektdateien erzeugt: main.o und cout.o. Die Objektdatei main.o enthält den Code für die Hauptfunktion, während cout.o die Implementierung des << enthält. Operator für std::cout.

Während der Verknüpfung liest der Linker die Verschiebungseinträge aus beiden Objektdateien. Es löst den Verweis auf std::cout auf, indem es seine Definition in cout.o findet. Der Linker aktualisiert außerdem die Adressverweise in main.o, um auf die korrekte Adresse von std::cout in der ausführbaren Datei zu verweisen.

Die endgültige ausführbare Datei mit dem Namen a.out enthält den kombinierten Code aus beiden Objektdateien und ist zur Ausführung bereit.

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