ELF文件格式

ELF是Linux下的文件格式，可分为：

• 可执行文件(bin)；
• 可重定位文件(.o, .a)；
• 共享目标文件(.so)；
• 核心转储文件(coredump)；

ELF文件结构：ELF文件头，各种section(.text, .data, .bss等)，各种表(section表、symbol表、string表等)。文件头里存放了各种元数据，比如ELF类型、入口地址、表偏移、段数量等；各种section即为代码和数据；section表存放的是各section的信息，比如类型、名字、偏移、大小等；string表里存放着ELF中的字符串；rel表和symbol表是链接中很重要的结构，因为链接本质就是”填空”，在哪里填空，怎么填空，都依赖于这两张表。

符号相关

在链接中，函数和变量统称为符号，因此可知，每个目标文件都可以定义符号或引用符号。从链接角度来看，符号也有很多类型，局部符号(static)、全局符号(全局变量、函数)、外部符号(引用的外部符号)、特殊符号(ld根据链接脚本添加)。关于名字，符号名通常与变量、函数名不一致，这称为符号修饰，这也是extern “C”的原因。

强符号和弱符号：默认的，函数和初始化全局变量为强符号，未初始化全局变量为弱符号，规则如下：

• 强符号不能重复多次定义，否则链接报错；
• 一个强符号和多个弱符号，链接器选择强符号；
• 都是弱符号，选择占用空间最大的那个；

强引用和弱引用：链接时的外部符号是必须要被重定位的，如果无法正确决议，链接器会报未定义错误，这是强引用，如果不报错则是弱引用。

弱符号和弱引用的作用：弱符号可以被用户定义的强符号覆盖，使得程序可以自定义某些功能；弱引用使得程序即使缺少某些模块也能链接，提高程序的组合性。

静态链接

预编译->编译(词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成和优化)->汇编->静态链接：

• 空间与地址分配：即虚拟地址空间分配，扫描所有输入目标文件，得到每个section的长度与属性，并收集所有symbol放到全局symbol表中，然后合并性质相同的section并分配虚拟空间地址，填入全局symbol表中；
• 符号解析和重定位：根据读入的重定位表，得到重定位入口，进行符号解析，也就是在全局symbol表中查找相应的符号，得到符号地址后进行指令修正(重定位)，修改代码中对外部符号的引用处；

静态库链接

静态库可以看成是一组目标文件的集合，可以用ar打包或解压静态库，链接过程则和静态链接基本一致。

链接过程控制

链接是个很复杂的过程，不过，可以用命令行参数、目标文件或链接控制脚本对链接过程进行控制，脚本语法在此不再赘述。

ABI兼容性

ABI是二进制层面的接口，这比API要更严格一些，API仅仅是源码级别的兼容，而ABI则要求内存模型、符号修饰标准、函数调用方式、寄存器使用约定等都要一致。