我想知道在编译C程序时由.o或.so文件存储的确切内容. This post非常好地概述了编译过程和.o文件的功能,据我所知,从this post起,.a和.so文件只是多个.o文件合并到一个链接的文件中以静态(.a)或动态(.so)方式.

但我想检查一下我是否正确理解了这样一个文件中存储的内容.编译以下代码后

void f();
void f2(int);

const int X = 25;

void g() {
  f();
  f2(X);
}

void h() {
  g();
}

我希望在.o文件中找到以下项目：

> g()的机器代码,包含一些占位符地址,其中调用f()和f2(int).
> h()的机器代码,没有占位符
> X的机器代码,只是数字25
>某种表指定文件中的哪些地址可以找到符号g(),h()和X.
>另一个表,指定哪些占位符用于引用未定义的符号f()和f2(int),这些符号必须在链接期间解析.

然后像nm这样的程序会列出两个表中的所有符号名称.

我想编译器可以通过调用f2(25)来优化调用f2(X),但它仍然需要将符号X保存在.o文件中,因为无法知道它是否会被用于不同的.o文件.

那会是正确的吗？ .a和.so文件是否相同？

谢谢你的帮助！

解决方法:

你对目标文件的一般想法非常正确.在“指定文件中的哪些地址的表”中,我将“地址”替换为“偏移”,但这只是措辞.

.a文件只是简单的存档(一种早于tar的旧格式,但做同样的事情).你可以用tar文件替换.a文件,只要你教导链接器解压缩它们并且只链接它们中包含的所有.o文件(或多或少,有一些逻辑不能链接到目标文件中)存档不是必需的,但这只是一个优化).

.so文件不同.它们比目标文件更接近最终二进制文件.解析了所有符号的.so文件至少在理论上可以作为程序运行.事实上,对于PIE(位置无关的可执行文件),共享库和程序之间的差异(至少在理论上)只是标题中的几个位.它们包含动态链接器如何加载库的指令(或多或少与正常程序相同的指令)和包含指令的重定位表,告诉动态链接器如何解析外部符号(同样,在程序中) .动态库(和程序)中的所有未解析符号都是通过间接表访问的,这些表在动态链接时填充(程序启动或dlopen).

如果我们对此进行了简化,那么对象和共享库之间的区别在于,共享库中已经完成了更多的工作而不进行文本重定位(这不是严格必要和强制执行的,但这是一般的想法).这意味着在目标文件中,汇编程序只生成了链接器随后填充的地址的占位符,对于共享库,地址填充了跳转表的地址,以便不需要更改库的文本,只有有限的跳转表.

顺便说一句.我在说ELF.较旧的格式在程序和库之间存在更多差异.