程序员的自我修养-前三章思维导图
2021-05-07 17:11:36 9 举报AI智能生成
前三章思维导图
作者其他创作
大纲/内容
编译和链接
程序的构建
预处理-编译-汇编-链接
预处理
展开宏定义
编译
流程：源代码—词法分析→记号—语法分析→语法树—语义分析→注释语法树—源代码优化→中间代码
源代码
记号
扫描器通过词法分析将源代码分割成记号
语法树
语法分析器通过语法分析将记号转换成语法树
def:以表达式为节点的树
注释语法树
语法树通过语义分析转换成注释语法树
中间代码
将转换后的语法树进行优化
从源代码到中间代码过程为编译器前端，中间代码到目标代码为编译器后端
目标代码
由中间代码转换而来的目标机器码
最终目标代码
将目标机器码进行优化得到
汇编
将汇编代码转换为机械指令
链接
地址和空间分配
符号决议
重定位
目标文件
可执行文件格式
Windows：PE-COFF
Linux：ELF
可重定位文件
可执行文件(直接执行的程序)
共享目标文件
核心转储文件
ELF文件格式
ELF Header
描述文件属性和存储段表
.text
代码段
.data
数据段
.bss
未初始化的全局/局部静态变量
不占用文件空间，但在装载时占用地址空间
ELF结构
.shstrtab
段表字符串表
保存段表中用到的字符串
段表：保存存储段的相关属性，描述段的基本信息
.symtab
符号表
def:记录目标文件用到的函数和变量
符号：连接过程中用到的函数和变量
符号值：定义的符号有一个对应的值，这个值就是他们的地址
.rel.text
重定位表
每一个需要重定位的代码段或数据段都有对应的段表，rel.text就是text段的重定位表
符号修饰与函数签名：为了防止符号名冲突
C++的符号修饰与签名
C++使用了名称空间和重载解决多模块符号冲突的问题
C++和C的兼容
C++以"extern C"关键字实现对C的兼容，在关键字修饰内的代码以C处理
弱符号与强符号
弱符号
def：未初始化的全局变量
强符号
def：编译器默认函数和已初始化的全局变量
弱引用和强引用
调试信息
strip 函数名 去掉调试信息节约空间
调试信息占据大量空间
静态链接
链接过程
空间和地址分配
按序叠加
段段对齐，浪费空间
相似段合并
这里的空间分配只对于虚拟地址的的分配
确定虚拟地址的分配及偏移量
符号解析和重定位
链接器通过符号地址及重定位表对重定位指令进行修正
确定重定位符号引用的目标地址，在全局符号表中查询重定位
指令修正方式
绝对寻址修正
相对寻址修正
COMMON块
目的：解决弱符号类型不一致的问题，还避免了与强符号发生符号重复定义错误
因为弱符号所占空间大小在编译的时候是未知的，所以无法分配空间，只能标记为common类型
在链接时确定其大小，在.bss段为其分配空间
C++的特殊
C++的重复代码消除
把每个模板实例都单独存放在一个段中，每个段只包含一个模板实例
函数级别链接
全局构造与析构
.init
发生在main之前，包含初始化代码指令
.finl
发生在main之后，包含终止代码指令
二进制兼容问题
将目标文件的各信息做统一规定，叫做ABI，二进制兼容标准
C++ABI目前还未统一
静态库链接
静态库：一组目标文件的集合
1.将源代码编译成临时汇编文件
2.将临时汇编文件汇编成临时目标文件
3.调用ld链接器完成对目标文件的链接并处理
链接过程的控制
链接控制
使用命令行给链接器指定参数
将链接指令存放在目标文件中
使用链接控制脚本
ld链接脚本
ld链接脚本语法
BFD库
通过一个统一的接口处理不同的目标文件格式
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