链接器和加载器

本书讲述构建程序的关键工具——链接器和加载器，内容包括链接和加载、体系结构、目标文件、存储分配、符号管理、库、重定位、加载和覆盖、共享库、动态链接和加载、动态链接的共享库，以及着眼于成熟的现代链接器所做的一些变化；并介绍一个持续的实践项目，即使用Perl语言开发一个可用的小链接器。本书适合高校计算机相关专业的学生、实习程序员、语言设计者和开发人员阅读参考。

译者序<br/>前言<br/>第1章　链接和加载 1<br/>1.1　链接器和加载器做什么 1<br/>1.2　从历史发展的角度分析地址绑定 1<br/>1.3　链接与加载 3<br/>1.3.1　两遍链接 4<br/>1.3.2　目标代码库 5<br/>1.3.3　重定位和代码修改 6<br/>1.4　编译驱动器 7<br/>1.5　链接：一个真实的例子 9<br/>1.6　练习 12<br/>第2章　体系结构相关问题 13<br/>2.1　应用程序二进制接口 13<br/>2.2　内存地址 13<br/>2.3　地址构成规则 15<br/>2.4　指令格式 15<br/>2.5　过程调用和可寻址性 16<br/>2.6　数据访问和指令引用 19<br/>2.6.1　IBM 370 19<br/>2.6.2　SPARC 21<br/>2.6.3　Intel x86 23<br/>2.7　分页和虚拟内存 24<br/>2.7.1　程序的地址空间 26<br/>2.7.2　文件映射 27<br/>2.7.3　共享库和程序 28<br/>2.7.4　位置无关代码 28<br/>2.8　Intel 386分段 29<br/>2.9　嵌入式体系结构 31<br/>2.9.1　怪异的地址空间 31<br/>2.9.2　非统一内存 31<br/>2.9.3　内存对齐 31<br/>2.10　练习 32<br/>第3章　目标文件 35<br/>3.1　目标文件中有什么 35<br/>3.2　空目标文件格式：MS-DOS的.COM文件 36<br/>3.3　代码分段：UNIX的a.out文件 36<br/>3.3.1　a.out文件头 37<br/>3.3.2　与虚拟内存的交互 38<br/>3.4　重定位：MS-DOS的EXE文件 41<br/>3.5　符号和重定位 43<br/>3.6　可重定位的a.out格式 43<br/>3.6.1　重定位项 44<br/>3.6.2　符号和字符串 44<br/>3.6.3　a.out格式小结 45<br/>3.7　UNIX ELF格式 45<br/>3.7.1　可重定位文件 47<br/>3.7.2　ELF可执行文件 51<br/>3.7.3　ELF格式小结 52<br/>3.8　IBM 360目标文件格式 52<br/>3.8.1　ESD记录 53<br/>3.8.2　TXT记录 54<br/>3.8.3　RLD记录 54<br/>3.8.4　END记录 55<br/>3.8.5　小结 55<br/>3.9　微软的可移植可执行文件格式 55<br/>3.9.1　PE特有区段 59<br/>3.9.2　运行PE可执行文件 60<br/>3.9.3　PE和COFF 61<br/>3.9.4　PE文件小结 61<br/>3.10　Intel/Microsoft的OMF文件格式 61<br/>3.10.1　OMF记录 62<br/>3.10.2　OMF文件的细节 63<br/>3.10.3　OMF格式小结 65<br/>3.11　不同目标文件格式的比较 65<br/>3.12　练习 66<br/>3.13　项目 66<br/>第4章　存储空间管理 69<br/>4.1　段和地址 69<br/>4.2　简单的存储布局 69<br/>4.3　多种类型的段 70<br/>4.4　段与页面的对齐 72<br/>4.5　公共块和其他特殊段 72<br/>4.5.1　公共块 72<br/>4.5.2　C++重复代码消除 73<br/>4.5.3　初始化和终结 75<br/>4.5.4　IBM伪寄存器 76<br/>4.5.5　专用链接表 78<br/>4.5.6　x86的存储分配策略 78<br/>4.6　链接器控制脚本 79<br/>4.7　嵌入式系统的存储分配 81<br/>4.8　实际使用的存储分配策略 81<br/>4.8.1　UNIX a.out链接器的存储分配策略 81<br/>4.8.2　ELF文件中的存储分配策略 82<br/>4.8.3　Windows链接器的存储分配策略 83<br/>4.9　练习 84<br/>4.10　项目 85<br/>第5章　符号管理 87<br/>5.1　符号名绑定和解析 87<br/>5.2　符号表的格式 87<br/>5.2.1　模块表 89<br/>5.2.2　全局符号表 90<br/>5.2.3　符号解析 91<br/>5.2.4　特殊符号 91<br/>5.3　名称修改 92<br/>5.3.1　简单的C和Fortran名称修改 92<br/>5.3.2　C++类型编码：类型和范围 93<br/>5.3.3　链接时类型检查 95<br/>5.4　弱外部符号和其他类型的符号 95<br/>5.5　维护调试信息 96<br/>5.5.1　行号信息 96<br/>5.5.2　符号和变量信息 96<br/>5.5.3　实际的问题 97<br/>5.6　练习 98<br/>5.7　项目 98<br/>第6章　库 99<br/>6.1　库的目的 99<br/>6.2　库的格式 99<br/>6.2.1　使用操作系统 99<br/>6.2.2　UNIX和Windows的归档文件 100<br/>6.2.3　扩展到64位 102<br/>6.2.4　Intel OMF库文件 102<br/>6.3　创建库文件 103<br/>6.4　搜索库文件 104<br/>6.5　性能问题 105<br/>6.6　弱外部符号 105<br/>6.7　练习 106<br/>6.8　项目 106<br/>第7章　重定位 109<br/>7.1　硬件和软件重定位 109<br/>7.2　链接时重定位和加载时重定位 110<br/>7.3　符号重定位和段重定位 110<br/>7.4　基本的重定位技术 111<br/>7.4.1　指令重定位 112<br/>7.4.2　ECOFF段重定位 114<br/>7.4.3　ELF重定位 115<br/>7.4.4　OMF重定位 116<br/>7.5　可重链接和可重定位的输出格式 116<br/>7.6　重定位项的其他格式 117<br/>7.6.1　以链表形式组织的引用 117<br/>7.6.2　以位图形式组织的引用 117<br/>7.6.3　特殊段 117<br/>7.7　特殊情况的重定位 118<br/>7.8　练习 118<br/>7.9　项目 119<br/>第8章　加载和覆盖 121<br/>8.1　基本的加载过程 121<br/>8.2　带重定位的基本加载过程 122<br/>8.3　位置无关代码 122<br/>8.3.1　TSS/360的位置无关代码 123<br/>8.3.2　为每个例程建立的指针表 123<br/>8.3.3　目录表 123<br/>8.3.4　ELF的位置无关代码 124<br/>8.3.5　位置无关代码的开销和收益 126<br/>8.4　自举加载 127<br/>8.5　基于树状结构的覆盖技术 128<br/>8.5.1　定义覆盖技术 129<br/>8.5.2　覆盖技术的实现 131<br/>8.5.3　覆盖技术的其他细节 132<br/>8.5.4　覆盖技术小结 132<br/>8.6　练习 133<br/>8.7　项目 133<br/>第9章　共享库 135<br/>9.1　绑定时间 136<br/>9.2　实际使用的共享库 136<br/>9.3　地址空间管理 137<br/>9.4　共享库的结构 138<br/>9.5　创建共享库 138<br/>9.5.1　创建跳转表 139<br/>9.5.2　创建共享库 139<br/>9.5.3　创建占位符库 139<br/>9.5.4　版本命名 140<br/>9.6　链接时使用共享库 141<br/>9.7　运行时使用共享库 141<br/>9.8　malloc的处理以及其他共享库问题 142<br/>9.9　练习 144<br/>9.10　项目 144<br/>第10章　动态链接和加载 147<br/>10.1　ELF动态链接 147<br/>10.2　ELF文件的内容 147<br/>10.3　加载动态链接的程序 150<br/>10.3.1　启动动态链接器 150<br/>10.3.2　库的查找 150<br/>10.3.3　共享库的初始化 151<br/>10.4　基于PLT的延迟过程链接 152<br/>10.5　动态链接的其他特性 153<br/>10.5.1　静态初始化 153<br/>10.5.2　库的版本 153<br/>10.6　运行时的动态链接 154<br/>10.7　Microsoft动态链接库 154<br/>10.7.1　PE文件中的导入符号和导出符号 155<br/>10.7.2　延迟绑定 157<br/>10.7.3　DLL库和线程 157<br/>10.8　OSF/1伪静态共享库 158<br/>10.9　让共享库快一些 158<br/>10.10　几种动态链接方法的比较 159<br/>10.11　练习 160<br/>10.12　项目 161<br/>第11章　高级技术 163<br/>11.1　C++的链接技术 163<br/>11.1.1　试错式链接 164<br/>11.1.2　消除重复代码 165<br/>11.1.3　基于数据库的方法 166<br/>11.2　增量链接和重链接 166<br/>11.3　链接时的垃圾收集 167<br/>11.4　链接时优化 168<br/>11.5　链接时代码生成 169<br/>11.5.1　链接时采样和插桩 170<br/>11.5.2　链接时汇编 170<br/>11.5.3　加载时代码生成 170<br/>11.6　Java的链接模式 171<br/>11.7　练习 174<br/>11.8　项目 174<br/>参考文献 175