静态链接(五)

C++相关

重复代码消除

• 可能产生重复代码的位置：
  模板
  外部内联函数
  虚函数表
• 对应的方法：

1. 全部保留
2. 每个模板的实例单独放在一个段里(外部内联函数和虚函数表也类似)，它有一个问题，比如说相同名称的一个段可能会拥有不同的内容，会导致同一个函数编译出来的结果不同。

函数级别链接

• 原因：函数的数量庞大，但是用到的却只有几个，不需要把全部链接
• 作用：把每个函数单独保存在一个段里，当链接器用到某个函数时，把它合并到输出文件中，用不到的就舍弃了。
• 它的优点：可以在很大程度上减小输出文件的长度，减少空间的浪费。
• 它的问题：目标函数的段的数量大大增加，重定位过程也会因为段数目的增加而变得复杂，目标文件的大小也会随着段数目的增加而变得相对较大。

全局构造与析构

• C++的全局对象的 构造函数在main之前被执行;析构函数在main之后执行
• ELF文件的两种特殊的段：

1. .init，保存的是可执行指令(在main之前执行)
2. .fini，保存着进程终止代码指令(在main之后执行)

要使两个编译器变异出来的目标文件能够相互链接的条件有：

• 采用相同的目标文件格式
• 拥有相同的符号修饰标准
• 变量的内存分布方式相同
• 函数的调用方式相同
• 等等

ABI

• 把符号修饰标准、变量内存布局、函数调用方式等跟可执行代码二进制兼容性相关的内容称为ABI

ABI & API

相同点：

• 都是所谓的应用程序接口

不同点：

• API指源代码级别的接口;ABI是二进制层面的接口，它的兼容性比API更严格
• API更关注源代码层面

决定目标文件之间是否二进制兼容：

• 内置类型的大小和在存储器中的存储方式(大端、小端、对齐方式等)
• 组合类型的存储方式和内存分布
• 外部符号与用户定义的符号之间的命名方式和解析方式
• 函数调用方式
• 堆栈的分布方式
• 寄存器的使用约定
  (下面是C++层面对ABI的影响)
• 继承类体系的内存分布
• 指向成员函数的指针的内存分布，如何通过成员函数的指针来调用成员函数，如何传递this指针
• 岁的好用虚函数，vtable的内容和分布形式，vtable在object中的位置等
• template如何实例化
• 外部符号的修饰
• 全局对象的构造和析构
• 异常的产生和捕获机制
• 标准库的细节问题
• 内嵌函数访问细节

静态库链接

• 语言库对API进行了包装
• 一个静态库可以看作是一组目标文件的集合，即多个目标文件压缩打包后形成的一个文件