库其实就是个文件
下面是文件后缀
静态库：.a(linux) .lib(windows)
动态库：.so(linux) .dll(windows)
静态库的制作
ar -rc libmystdio.a my_stdio.o my_string.o
ar是归档工具，rc表示replace和create，ar跟tar有点像，把.o文件打包到一块，其他啥也不干
ar -tv libmystdio.a
动态库的制作
库的使用
ELF文件
那些文件是ELF文件？
.o目标文件
.exe可执行文件
.so动态库文件
核心转储文件
ELF文件的格式
ELF头(ELF header)
1. 节头表（Section Header Table）
- 描述目标文件（
.o）中的各个节（section）（如.text、.data、.symtab等），供静态链接器（ld）使用 - 链接时，链接器会合并不同目标文件中的同名节（如将所有
.text合并到代码段）成段。 - 动态库/可执行文件可以没有节头表。
2. 程序头表（Program Header Table，段头表）
- 描述可执行文件或动态库中的段（segment）（如代码段、数据段），供操作系统加载器（
execve/ld.so）使用。 - 加载时，操作系统根据程序头表将段映射到内存（如
LOAD类型的段） - 动态库和可执行文件必须有程序头表（否则无法加载），可以没有节头表。
3. ELF 头
-
e_entry字段：指定程序执行的起始地址（即_start函数的地址），加载后会将此地址赋给 PC/RIP 寄存器。
目标文件的节详解
1. 代码与数据节
| 节名 | 作用 | 常见属性 |
|---|---|---|
.text | 存储代码（函数、指令） | AX（可执行、只读） |
.data | 存储已初始化的全局/静态变量 | WA（可写、已初始化） |
.bss | 存储未初始化的全局/静态变量（实际不占文件空间） | WA（可写、未初始化） |
.rodata | 存储只读数据（如字符串常量、const变量） | A（只读） |
链接后.text节和.rodata节会合并为代码段，.data节合并为数据段，.bss节合并为bss段
2. 符号与重定位节
| 节名 | 作用 | 链接阶段关键性 |
|---|---|---|
.symtab | 符号表（函数、变量名及其地址/大小） | ✅ 静态链接必需 |
.rel.text | .text节的重定位条目（修正代码中的地址引用） | ✅ 必需 |
.rel.data | .data节的重定位条目（修正数据中的地址引用） | ✅ 必需 |
符号表的作用：
1.记录符号定义，符号是变量还是函数，以及对应地址
2.标记未定义符号
3.辅助重定位
重定位表的作用：
目标文件中代码和数据中对符号（函数/变量）的引用地址是临时的。重定位表指导链接器如何将这些临时地址替换为最终的虚拟地址。
3. 动态链接相关节（仅当启用-fPIC编译时存在）
| 节名 | 作用 | 动态库必需 |
|---|---|---|
.got | 全局偏移表（Global Offset Table） | ✅ 动态库需要 |
.plt | 过程链接表（Procedure Linkage Table） | ✅ 动态库需要 |
静态链接的过程
(1) 输入文件准备
- 目标文件（
.o）：含main的目标文件 - 静态库（
.a）：本质是多个目标文件的打包（通过ar工具生成），例如：ar rcs libfoo.a foo.o bar.o # 将foo.o和bar.o打包为libfoo.a
(2) 链接器（ld）的工作流程
-
符号解析（Symbol Resolution）
- 合并所有目标文件的符号表（
.symtab），检查是否存在未定义符号（标记为U）。 - 若存在未定义符号：直接报错（如
undefined reference to 'printf'），链接失败。
- 合并所有目标文件的符号表（
-
节合并（Section Merging）
- 将同名节（如
.text、.data）从不同目标文件合并为段（Segment）：- 所有
.text→ 代码段（可执行） - 所有
.data→ 数据段（可读写） - 所有
.bss→ BSS段（未初始化数据，不占文件空间）
- 所有
- 将同名节（如
-
分配虚拟地址（Address Assignment）
- 链接器为每个段分配最终的虚拟地址。例如：
.text 0x400000 (代码段基地址) .data 0x600000 (数据段基地址)
- 链接器为每个段分配最终的虚拟地址。例如：
-
重定位（Relocation）
- 根据重定位表（
.rel.text/.rel.data）修正代码和数据中对符号的引用：- 修正代码中的地址：如
call 0x0→call 0x400100（函数foo的最终地址）。 - 修正数据中的指针：如
mov rax, [0x0]→mov rax, [0x600020]（变量var的地址）。
- 修正代码中的地址：如
- 根据重定位表（
-
生成可执行文件
输出一个完整的ELF可执行文件（a.out），包含程序头表（描述如何加载段到内存）。
动态链接的过程
1.生成可执行文件时的链接
- 输入文件：
- 目标文件（
main.o） - 动态库（
.so，如libc.so）
- 目标文件（
- 静态链接器（ld）的操作：
- 符号解析：检查
main.o中的未定义符号（如printf）是否在动态库的.dynsym中。 - 生成 PLT/GOT：
- 在可执行文件中创建
.plt和.got.plt节。 - 将对动态库函数的调用（如
call printf）改为call printf@plt。
- 在可执行文件中创建
- 记录依赖关系：在可执行文件的
.dynamic段中注明依赖的动态库（如libc.so.6）。
- 符号解析：检查
2. 运行时动态加载流程
(1) 加载可执行文件
- 操作系统：
- 读取可执行文件的 程序头表（Program Header Table），将代码段（
.text）和数据段（.data）映射到进程的虚拟地址空间。 - 从ELF头中读程序入口，将
PC寄存器设为e_entry（入口地址，通常是_start）。
- 读取可执行文件的 程序头表（Program Header Table），将代码段（
(2) 加载动态库
- 动态链接器（ld.so）：
- 根据 可执行文件的
.dynamic段加载所有依赖的动态库（如libc.so）到 随机地址（ASLR）。 - 重定位got表的里变量的地址，函数地址不重定位，有另一套机制
- 根据 可执行文件的
got表和plt表说明
1.当动态库加载进地址空间，ld.so重定位got表中变量的地址，而代码段中对动态库中变量的访问，编译的指令为访问got表中目标变量的地址，如何做到，就是mov eax【pc+偏移量】，偏移量是pc到目标变量GOT条目的偏移
2.动态库加载进地址空间，动态链接器不会重定位got表中函数项，因为
在链接时会符号解析，如果main.o中使用了动态库的函数，那么调用函数的指令会从call printf被换成call printf@plt，去跳转plt表对应函数条目
printf@plt:
jmp func@got ; 跳转got项
pushq $index ; 压入重定位表索引（如 printf 在 .rela.plt 中的位置）
jmp .plt ; 跳转到动态链接器（ld.so），重定位函数
plt表是在代码段，因为plt是不可更改的，而got在数据段，因为函数项是要动态重定位的，got表中函数项在编译时被编译成plt表中对应函数条目的push指令
第一次调用库函数时，call func@plt 跳转plt对应函数条目，跳转到got项，然后pushq 重定位表索引到队列，调用动态链接器去重定位库函数，将地址写进got，然后调用函数
第二次调用库函数，call func@plt 跳转plt表对应函数条目，跳转got项，然后直接调用函数
