如果你想了解程序如何编译、链接，动态库、静态库如何加载以及可执行文件生成过程，推荐俞甲子老师、石凡老师以及 潘爱民老师编著的《程序员的自我修养-链接、装载和库》。虽然相关知识并不能直观的提升编程技能，但是对于程序编译、运行过程中遇到的问题，能够更快、更深入的定位问题的原因。写这篇文章，一部分是为了和各位分享知识，一部分是为了网络上做备份。正文内容部分来自书籍，部分来自理解，可能有理解错误的地方，希望能够通过私信或评论的方式给我矫正和建议。
北桥 作用：高速数据交换 涉及硬件：CPU、内存... 南桥 作用：低速设备数据交换 涉及硬件：键盘、磁盘...
内存利用从一开始的分段=> 分页
写时复制（COW）：两个任务同时自由的读取内存，其中任何一个试图修改内存数据时，就复制一份内存单独使用
集成开发环境（以下Linux使用gcc，windows使用VS），将编译、链接称为构建，集成开发环境将具体细节隐藏，使得我们更专心程序开发。程序从源码变为可执行文件，其实分为四个步骤：
- 预编译/预处理
处理头文件，宏定义，条件编译等
Linux:gcc -E hello.c -o hello.i Windows:cl /P hello.c
- 编译
词法分析，语法分析，语义分析。。。
词法分析：解析单个词汇；语法分析：生成语法树；语义分析：加入变量等类型到语法树 产生汇编文件
Linux: gcc -S hello.i -o hello.s Windows:cl /c hello.c
注：编译由c语言生成的hello.i时，用这种方式编译成功，但如果如果文件是cpp文件生成的，用gcc -S hello.i -o hello.s出错（我也不知道出错原因~。·~），可以使用gcc -S hello.cpp -o hello.s生成汇编文件
Windows下好像无法直接生成汇编文件，再通过汇编生成机器指令文件。/c直接生成机器指令文件obj。不过可以通过cl /Fa hello.c生成汇编文件asm，也可以通过dumpbin /DISASM hello.obj查看汇编文件或导出为汇编文件。
- 汇编
汇编指令与机器指令的映射操作 产生机器指令文件
Linux: gcc -c hello.s -o hello.o Windows:cl /c hello.c
- 链接
目标文件链接成可执行文件exe或out
Linux：ld xxx.o xxxx.so；Windows：link xxx.obj xxxx.dll
COFF格式
我们经常遇见的.exe、.dll、.lib、obj、so等后缀文件，其实都是COFF格式的变种。Windows下在COFF格式基础上扩展为PF；Linux下在COFF格式基础上扩展为ELF。而COFF格式内容格式如上图1所示(只列出了主要的格式)。PE和ELF格式文件内容与COFF格式类似。
如何查看以上文件格式内容呢？Windows平台提供dumpbin程序，dumpbin应用程序在VS的VC目录和cl编译器在同个目录下；Linux平台下提供objdump程序，objdump终端即可使用。dumpbin程序想要在终端直接使用，需要在path环境变量中配置。两个平台在终端直接键入dumpbin或objdump回车，即可提示选项。
函数和变量修饰符
随着项目工程代码量越来越大，为防止函数重定义的冲突，各编译器生成目标文件obj对源码中函数和变量进行修饰。各编译器修饰规则不一样，导致各编译器生成的目标文件obj，没法混合链接，形成了二进制级别ABI的不兼容。Windows平台下VS编译C语言32位程序，添加修饰符下划线；编译C语言64位程序，不添加下划线。Linux平台下gcc编译C语言，不添加下划线。对于C++的修饰方式更加复杂，但修饰后的函数和变量32位程序也会有下划线，64位程序则没有。
例子一：oracle的oci库分为32位和64位，如果你在VS的32位平台，使用64位的OCI库，链接提示未定义错误。因为VS32位程序编译后有修饰符下划线，而64位的oci动态库的导入库，没有下划线，链接器不识别，所以未定义错误。这就是32位应用程序必须使用oci32位的库。查看导入库内容和目标文件内容可以使用查看COFF格式文件命令。
例子二：在阅读源码时，经常能够看见extern "C"{}这种写法，主要是为了C++程序能够使用C库。下面从修饰符的角度描述，在cpp文件中使用到C库的A函数，cpp生成的中间文件obj将采用C++修饰符修饰，而C库的A函数导入库lib中采用C修饰符修饰，导致链接失败。将使用的函数使用extern写法包括，将使编译器知道，中间的函数使用C修饰符修饰，链接器链接可识别，链接成功。同理，也可以通过这种方式实现C++实现的库被C语言使用。
静态链接和动态链接
静态链接库和动态链接库可以理解为中间文件obj的集合。在单独编译文件时，生成中间文件，而源文件中有些内容引用的是其余文件，这时编译器就会将外部引用的内容对应的地址做个标记，标识是外部引用的内容，地址设置位0x000000。
对于静态链接，生成可执行文件，在链接的过程中，链接器起到重定位的作用，即将值为0x000000的地址，根据其余链接过来的文件重新设置地址，如果这个链接过程中，内容无法重定位，则链接出错，未定义。所有的中间文件，库文件等全部被写入到可执行文件中，所以静态链接生成的库较于动态链接来说大。
对于动态链接，链接生成exe，生成可执行文件必须确定引用函数性质（猜测此时用到导入库.lib），链接器将引用函数标记为动态链接符号，但此时的可执行文件并没有包括依赖的库文件，即可执行文件地址还存在0x000000，未重定位，需要在运行的时候加载依赖的库dll，即重定位的操作放在了运行时。
静态链接较于动态链接的缺点是1）可执行文件大 2）依赖库一旦更新，所有用到的项目工程需要重新编译
Linux共享库版本和查找过程
Windows下动态链接创建
创建动态库dll cl /lDd xxx 创建调试版本的动态库
被外部使用的导出函数使用__declspec(dllexport) 修饰
使用外部引用的函数__declspec(dllimport)修饰
创建动态库dll时，会产生后缀名exp结尾的文件，该文件是链接器创建dll时的临时文件（包含导出表的信息）
函数调用惯例
程序执行过程
1）运行库入口函数_start.XXX
2）环境初始化：堆、IO、线程、全局变量构造、环境变量填充argc,argv...
执行这一步之后，才能在函数体中调用malloc,new等
3）main函数体执行
4）清理工作：堆、IO。。。
小结
gcc GCC编译器 cl msvc编译器
ld GNU链接器 link msvc链接器
objdump GNU文件查看器 dumpbin PE文件查看器