C语言编译与链接原理深度解析

📚 共计 30 章节

从源代码到可执行文件的旅程，为什么需要编译和链接。

预处理详解

头文件包含、宏定义、条件编译、#pragma指令。

如何将源代码拆分成Token，有限状态机的应用。

上下文无关文法、抽象语法树(AST)的构建。

类型检查、作用域解析、符号表的建立。

语义符号表

中间代码生成

三地址码、静态单赋值形式(SSA)。

常量折叠、死代码消除、循环优化。

目标代码生成

指令选择、寄存器分配、指令调度。

后端寄存器

汇编器原理

从汇编代码到机器码，重定位信息的生成。

汇编机器码

目标文件格式

ELF文件结构深度剖析，节区与段。

符号与符号表

全局符号、局部符号、强符号与弱符号。

重定位基础

静态重定位与动态重定位，重定位表。

重定位地址

静态链接原理

符号解析与重定位，链接器脚本。

静态链接脚本

库与归档文件

静态库(.a)的创建与使用，ar工具。

动态链接原理

位置无关代码(PIC)，全局偏移表(GOT)。

动态链接PIC

动态链接器

ld-linux.so的工作流程，延迟绑定(PLT)。

加载与运行时

程序加载过程，进程地址空间布局。

加载内存布局

C运行时启动

_start入口，crt0/crt1，main函数调用链。

内存对齐与填充

结构体对齐，数据段对齐策略。

对齐结构体

链接器脚本深入

MEMORY命令，SECTIONS命令，定位符号。

脚本链接器

可执行文件生成

入口点设置，段合并与填充。

调试信息格式

DWARF标准，stabs，调试符号表。

编译优化与链接优化

LTO(链接时优化)，IPO。

目标平台与宿主机，工具链配置。

交叉编译工具链

模块化编译

分离编译，Makefile与构建系统。

增量编译与缓存

ccache，distcc，构建加速。

常见编译错误解析

链接错误、符号未定义、多重定义。

ABI与调用约定

cdecl，stdcall，fastcall，x86-64 ABI。

ABI调用约定

编译器前端与后端

GCC架构，LLVM架构，Clang。

实战：手写极简链接器

理解核心流程，从零实现链接器。

实战链接器