linux下程序链接装入调试初探.pdf

程序链接、装入调查报告 目录 2 2 报告目的22 2 2 报告内容22 2 2 报告原理22 4 4 实例分析44 13 13 报告总结1133 一、报告目的 了解对操作系统如何进行程序的装入和链接过程，了解源程序形成可执行文件过 程中操作系统的工作原理，对linux环境下如何进行程序的调试运行有一定的认识。 二、报告内容 本报告对编写了两个源程序：header.h和mainfun.c，其中在mainfun.c中调用了 header.h 中的函数；然后对header.h和mainfun.c的汇编程序header.s 和mainfun.s的内容进 行了分析，了解其工作的基本机理；然后，对程序的header.o 和mainfun.o文件进行了分 析，分析如何进行重定位操作；最后使用GDB 调试器对可执行文件的执行过程和调用进行 分析。 三、报告原理介绍 编译链接的过程分析： 高级语言编写的源程序要经过编译和链接这两个过程来形成可执行文件。编译就是把 文本形式源代码翻译为机器语言形式的目标文件的过程。链接是把目标文件、操作系统的启 动代码和用到的库文件进行组织形成最终生成可执行代码的过程。 其中主要流程可以通过下图表示： 其中编译过程可以表示为预处理、编译和汇编过程。 1. 1. 11..预处理 预处理的过程主要对源程序的内容进行修改，主要包括，将#include之后的头文件 的内容添加到源程序之中；将#definea b宏定义的内容进行替换或展开； 条件编译，如 #ifdef #ifndef #else #elif #endif ， ， ， ， 等对代码进行过滤等操作。 2. 2. 22..编译处理 编译程序所要作得工作就是通过词法分析和语法分析，在确认所有的指令都符合 语法规则之后，将其翻译成等价的中间代码表示或汇编代码。 3. 3. 33..汇编处理 汇编实际上指把汇编语言代码翻译成目标机器指令的过程。对于被翻译系统处理 C 的每一个 语言源程序，都将最终经过这一处理而得到相应的目标文件。目标文件中所存 放的也就是与源程序等效的目标的机器语言代码。目标文件由段组成。通常一个目标文件中 至少有两个段：代码段、数据段。 4. 4. 44..链接处理 链接程序的主要工作就是将有关的目标文件彼此相连接，也即将在一个文件中引用 的符号同该符号在另外一个文件中的定义连接起来，使得所有的这些目标文件成为一个能够 被操作系统装入执行的统一整体。 根据设计人员指定的同库函数的链接方式的不同，链接处理可分为两种： 1 1 （11）静态链接 在这种链接方式下，函数的代码将从其所在地静态链接库中被拷贝到最终的可执行 程序中。这样该程序在被执行时这些代码将被装入到该进程的虚拟地址空间中。静态链接库 实际上是一个目标文件的集合，其中的每个文件含有库中的一个或者一组相关函数的代码。 2 2 22 （ ） 动态链接 在此种方式下，函数的代码被放到称