第七组
陈盛华
用三层结构来描述链接，先从最低层的源代码文件（.c文件）开始，在这一层，每个源代码文件会经过C预处理器、C编译器和汇编器处理过后，生成第二层的文件:可重定位目标文件（.o文件），再经由第三层的链接器（ld）把所有的重定位目标文件汇总生成可执行文件（二进制文件）
再用三层结构来描述链接器，链接器主要用来符号解析和重定位，符号解析主要是将每一个引用和可重定位文件的符号表做一个定义上的关联，而重定位的作用是合并输入模块，并给每一个符号生成地址。
这里记录一些符号解析的时候，处理重名的重要规则
规则1：不允许有多个同名的强符号
规则2：如果有一个强符号和多个弱符号同名，那么选择强符号
规则3：如果有多个弱符号同名，那么从这些弱符号中任意选择一个
除了尽量避免重名以外，也可以用显示的方法传递符号（方法、变量）
程序通过编译器驱动程序从源文件到可执行文件，驱动程序会首先运行C预处理器(cpp)将C的源程序main.c翻译成一个ASCII码中间文件main.i；接下来运行C编译器(cc1)将main.i翻译成一个ASCII汇编语言文件main.s；然后再运行汇编器(as)将main.s翻译成可重定位目标文件main.o；最后运行链接器程序ld将各个需要的.o文件组合起来，创建一个可执行目标文件。
链接器必须完成的两个主要任务：符号解析和重定位。符号解析的目的是将每个符号引用和对应的符号定义关联起来；重定位是将每个符号定义与一个内存位置关联起来，然后修改所有对这些符号的引用。
ELF(可执行可链接格式)内部结构顺序排列：
从处理器通电开始，就会有一系列指令地址的序列，序列中相邻的过渡叫做控制转移，这样的一个控制转移的序列就叫做处理器的控制流 ，我的理解就是处理器中的一系列的指令依次执行就叫做控制流。
异常就是控制流中的突变 ，用来响应处理器状态中的某些变化。
在处理器中，状态被编码为不同的位和信号，状态的变化称为事件 ，事件可能有状态变化之前运行的指令相关，也可能无关。
无论在什么情况下，当有事件发生时处理器都会通过异常表 来调用异常处理程序 来处理这个事件。
处理器中状态的变化触发从应用程序到异常处理程序的突发的控制转移。也就是说事件触发异常 。
系统中每种异常都分配了一个唯一的非负整数的异常号 。在系统启动时，操作系统分配和初始化一张称为异常表 的跳转表，使得表目k包含异常k的处理程序的地址，异常表的起始地址放在异常表基址寄存器 中。通过基址寄存器找到异常表，在通过异常号索引到对应的表目，从而读出对应的异常处理程序的地址。
异常分为四类：中断、陷阱、故障和终止。
上下文就是内核重新启动一个进程所需要的状态，它由一些对象的值组成，包括通用目的寄存器、浮点寄存器、程序计数器、用户栈、状态寄存器、内核栈和各种内核数据结构，比如描述地址空间的页表、包含当前进程信息的进程表以及包含进程已打开文件的信息的文件表。
上下文切换：1. 保存当前进程的上下文。 2. 恢复某个先前被抢占的进程被保存的上下文。 3. 将控制传递给这个新恢复的进程。
将一组可重定位目标文件生成可以加载和运行可执行目标文件
可重定位目标文件
包含代码和数据但不能直接运行，比如点o文件
可执行文件
包含二进制代码和数据，可以直接运行
共享目标文件
也是可重定位目标文件，可以在程序加载或者运行时，被动态的加载到存储器并链接；多个进程可以共享同一个共享库节省系统存储，比如so文件
text: 代码段
data：全局已初始化变量，常量
bss：全局未初始化变量
symtab: 符号表，存放程序定义和引用的函数和全局变量，部变量是放在栈上的，符号表不需要记录
rel.text rel.data: 引用外部模块代码和数据
静态链接
静态库的好处：在连接时只会拷贝自己引用的函数和数据到目标文件，而重定位目标文件需要全量拷贝
链接顺序
在gcc编译链接时被引用的库放在引用库的后面
重定位
连接器的重定位就是把代码中的每个符号引用和确定的一个符号定定义联系起来；在目标模块时不知道数据和代码放在存储器什么位置，链接的作用就是通过重定位的决定引用来确定运行时的地址
需要生成位置无关的代码，可以通过dlopen来动态加载代码，达到灵活控制的作用
进程为程序提供一个假象，好像程序独占操作系统处理器；进程可以通过中断、故障、陷入系统调用方式由用户态进入内核态
操作系统通过上下文切换来实现多任务运行，上下文切换就是保存当前进程的上下文信息（堆栈代码相关）；恢复某个先前被抢占的进程的上下文；将控制传递给这个新恢复的进程
中断导致上下文切换也会导致高速缓存失效，更好利用高速缓存需要减少更少的上下文切换第六组
之昂
链接
将各种代码和数据片段收集并组合成为一个单一文件的过程，此文件可被加载（复制）到内run并执行。可执行于编译时，也可在加载时，再者是运行时。现代系统中，链接是由连接器的程序自动执行。
静态链接
以一组可重定位目标文件和命令行参数作为输入，生成一个完全链接的、可以加载和运行的可执行目标文件作为输出。符号解析和重定位。
重定位
两步组成：1. 重定位节和符号定义，链接器将所有想通类型的节合并为同一类型的新的聚合节。
异常类别：分为4类：中断、陷阱、故障和终止。
进程的状态
运行：才cpu上运行，或在等待被执行且最终被调度
停止：进程的执行被挂起，不会被调度，
终止：进程永远地停止。停止的三种可能原因：（1）收到终止进程的信号；（2）从主程序返回；（3）调用exit函数
第四组
彳亍
优点：① 代码装载速度快，执行速度略比动态链接库快；缺点：使用静态链接生成的可执行文件体积较大，包含相同的公共代码，造成浪费。
优点：①更加节省内存并减少页面交换，因而极大地提高了可维护性和可扩展性；③不同编程语言编写的程序只要按照函数调用约定就可以调用同一个DLL函数；④适用于大规模的软件开发，使开发过程独立、耦合度小，便于不同开发者和开发组织之间进行开发和测试。缺点：速度比静态链接慢。当某个模块更新后，如果新模块与旧的模块不兼容，那么那些需要该模块才能运行的软件，统统撕掉。
编译器 =》链接器 =》 加载器 =》动态链接器
异常的类别：
中断（硬件中断，来自I/O设备的信号，非任何一条专门的指令造成->这个意义上来说是异步的，剩下的都是同步的）
陷进（有意的异常，是指向一条指令的结果->系统调用，运行在内核模式中）
故障（故障处理程序能修正，如缺页异常，重新执行，否则终止引起故障的应用程序）
终止（不可恢复的致命错误，处理程序返回到内核中的abort例程，该例程会终止这个应用程序）
用户模式和内核模式：
设置了模式位时，进程就运行在内核模式中；用户程序必须通过系统调用接口间接地访问内核代码和数据；异常发生时，控制权传递到异常处理程序，处理器将模式从用户模式变为内核模式->处理程序运行在内核模式中->放回应用程序代码时，处理器把模式切回到用户模式；linux的/proc文件系统存有内核数据结构，用户模式可读；/sys文件系统：系统总线和设备的额外低层信息；
上下文切换:
系统调用阻塞（如sleep系统调用）；系统周期性定时器中断的机制，通常为1毫秒或每10毫秒，内核觉得当前进程已经运行了足够长时间了，切换带一个新的进程
第一组
nigel
在Linux平台下可执行文件和目标文件使用的是叫ELF格式的文件，这里面主要包含：
windows下面可执行文件的格式是PE（Portable Executable Format），因为可执行文件的格式和linux的ELF的格式都不一样，所以不能相互解析
共享库:
第七组
高华
了解链接器的工作原理
链接可以在编译时由静态编译器来完成，也可以在加载时和运行时由动态链接器来完成
动态链接库对于在windows下编程的程序员来说很熟悉（各种 dll 文件），读了这章内容才算是对于动态链接库有了更深的理解。
静态链接器一般以一组可重定位目标文件和命令行参数作为输入，生成一个完全链接的，可以加载和运行的可执行目标文件作为输出。
目标文件有三种形式
第七组
李佳
所在小组：第二组
组内昵称：跃山
心得体会：
静态链接：以一组可重定位目标文件和命令行参数作为输入，生成一个完全链接的、可以加载和运行的可执行目标文件作为输出。
符号解析，目标文件定义和引用符号，每个符号对应一个函数、全局变量或静态变量。符号解析的目的是将每个符号引用和定义相关联。
重定位，编译器和汇编器生成从地址0开始的代码和数据节。链接器通过把每个符号定义与一个内存位置关联起来，从而重定位这些节，然后修改所有对这些符号的引用，使得它们指向这个内存位置。
目标文件三种形式：可重定位目标文件、可执行目标文件、共享目标文件
每个可重定位目标模块m都有一个符号表，由模块m定义并能被其他模块引用的全局符号，全局链接器符号对应于非静态的C函数和全局变量，有其他模块定义并被模块m引用的全局符号，这些符号称为外部符号，对应于在其他模块中定义的非静态C函数和全局变量，只被模块m定义和引用的局部符号，他们对应于带static属性的C函数和全局变量。这些符号在模块m中任何位置可见，但是不能被其他模块引用。
认识到本地链接器符号和本地程序变量不同是很重要的
.symtab中的符号表不包含对应于本地非静态程序变量的任何符号。这些符号在运行时再栈中管理。链接器对此类符号不感兴趣。
定义为带有C static属性的本地过程变量是不在栈中管理的，相反，编译器在.data或.bss中为每个定义分配空间，并在符号表中创建一个有唯一名字的本地链接器符号
COMMON 未初始化的全局变量
.bss 未初始化的静态变量，和初始化为0的全局或静态变量
异常分为四类：中断、陷阱、故障和终止。
上下文就是内核重新启动一个进程所需要的状态，它由一些对象的值组成，包括通用目的寄存器、浮点寄存器、程序计数器、用户栈、状态寄存器、内核栈和各种内核数据结构，比如描述地址空间的页表、包含当前进程信息的进程表以及包含进程已打开文件的信息的文件表。
上下文切换：
第五组
王传义
c++单个文件编译的，假设其他符号存在，符号表如何查看 nm c++filt
Ldd 不适合静态库与go区别目前在了解中。
Static 修饰函数，在编译分配空间。在c++重 不与const 函数组合使用（无this）
在c语言中作为接口函数，或者callbak函数 。很重要。
动态库加载好处是代替 fork+exec组合方式来运行函数【构建高性能web服务器】
java jni方式调用 c++ 通过打开动态库来实现的。
程序语言 不能try catch 全部异常，此异常并包括操作系统全部异常。
例如core 和信号。不是c++来实现的。
信号作用 中断正在运行的程序，包括陷入慢系统调用程序 例如io，
异步处理事件，这个是在用户空间，注意线程安全和可重入函数区别
他们之间没有关系。第六组
undefined
4步走，工具名称清晰明了：
cpp： code preprocess
cc1： code complier
as： assemble
ld： loader
核心主要就是将多份目标文件的符号表链接，而符号表如何设计来保证能正确的重定位。
符号表有哪些设计来保证重定位能高效实现？
分为3部分：编译时打桩、链接时打桩、运行时打桩
常用的方式还是LD_PRELOAD环境变量，可以hook很多系统库方法。
多种类别的异常：中断、系统调用、故障、终止
每个异常都有唯一的异常号，且由操作系统进行分配和初始化
那硬件中断和软件中断的区别？
进程的核心抽象是：独立的逻辑控制流、私有的地址空间
其中又分为：逻辑控制流和并发流、私有空间、用户态内核态、以及上下文切换
一些中断操作是如何唤醒对应的进程的？例如epollo_wait
第五组
张学广
第六章 存储器层次结构
这一章介绍了计算机中的各种存储器，以及各自的优缺点和组合使用，之后介绍了如何编写缓存友好的代码，在这部分有很好的收货。
计算机中的存储是分层的，从最高速的cpu缓存，到 L1、L2、L3这些高速缓存，之后是主存以及最后的磁盘存储，规律是存储从小到大，速度从快到慢，造价从高到底，这样的组合利用了各种存储器的优劣势可以兼顾速度大小与造价。
之后是些高速缓存友好的代码，有以下几点
第二组
组内昵称
可可
心得体会
gdb定位变量的利器
需要关注的是bss 和data
data: 已经初始化的全局或者静态C变量
bss: 未初始化的全局或者静态变量（包括初始化为0的数据），不占用磁盘空间（编译文件的空间），运行的时候会放到内存中。
关联golang
go中的全局文件是在data里吗，biru g0
go调度中协程等地址是stack还是data?
c++永远的痛
全局符号，因为编译器不能确定找不到的符号究竟别人有没有定义，所以可以编译。但是到了链接这里，找遍了所有也没有找到，也就报错了。undefined reference
所谓的异常其实是计算机中最正常的事
异常的完美体现
关联golang
第五组
郑伟钊
第一组
bluewhale
链接是将各种代码和数据部分收集起来并组合成为一个单一文件的过程
符号解析。目标文件定义和引用符号，每个符号对应于一个函数、一个全局变量或一个静态变量（即C语言中任何以static属性声明的变量）。符号解析的目的是将每个符号引用正好和一个符号定义关联起来。
重定位。编译器和汇编器生成从地址0开始的代码和数据节。链接器通过把每个符号定义与一个内存位置关联起来，从而重定位这些节，然后修改所有对这些符号的引用，使得它们指向这个内存位置。
编译器和汇编器生成可重定位目标文件（包括共享目标文件）。链接器生成可执行目标文件。从技术上来说，一个目标模块就是一个字节序列，而一个目标文件就是一个以文件形式存放在磁盘中的目标模块。
.text：已编译程序的机器代码。
.rodate：只读数据，比如printf语句中的格式串和开关语句的跳转表。
.data：已初始化的全局和静态C变量。局部C变量在运行时被保存在栈中，既不出现在.data节中，也不出现在.bss节中。
.bss：未初始化的全局和静态C变量，以及所有被初始化为0的全局或静态变量。在目标文件中这个节不占据实际的空间，它仅仅是一个占位符。在目标文件中，未初始化的变量不需要占据任何实际的磁盘空间。运行时，在内存中分配这些变量，初始值为0。
.symtab：一个符号表，它存放在程序中定义和引用的函数和全局变量的信息。实际上，每个可重定位目标文件在.symtab中都有一张符号表（除非程序员特意用STRIP 命令去掉它）。然而，和编译器中的符号表不同，.symtab符号表不包含局部变量的条目。
静态库的一些缺点:
需要定期维护和更新
几乎每个C程序都使用标准IO函数，在运行时，这些函数的代码会被复制到每个运行进程的文本段中，在一个运行上百个进程的典型系统上，这是对稀缺的内存系统资源的极大浪费
共享库:
一个目标模块。在运行或加载时，可以加载到任意的内存地址，并和一个在内存中的程序链接起来，这个过程叫做动态链接，由一个叫做动态链接器的程序来执行。
共享库也叫作共享目标:
Linux中通常用.so后缀结尾来表示
Windows中用.dll后缀结尾来表示
库打桩 机制允许用户截获对共享库函数的调用，取而代之执行自己的代码
第六组
利健锋
只有全局变量，全局函数，静态变量，静态函数有符号的概念！
目标文件三种形式：
Unix链接器处理多重定义的规则：
重定位组成：
链接是将各种代码和数据片段收集并组合成为一个单一文件的过程
第四组
murphy
C语言在编译之后，生成的问题称之为目标文件，它本质上是一种源代码和可执行程序之间的中间文件，尽管这个中间文件和可执行程序一样也是二进制形式的。
这个中间文件只包含你之前所编译的代码，但是很多时候，我们还需要其他的库的支撑，菜呢个构成一个完整的可执行程序。
这个将自己编写的目标文件和库结合起来，才能构成一个完整的二进制可执行文件。
而链接（Link），就是将将自己编写的目标文件和库结合起来的过程。
一般来说，链接可以分为静态链接和动态链接，库也随之分为静态链接库和动态链接库。静态链接在链接阶段，会将源文件用到的库函数和会变成生的目标文件合并为可执行文件。其生成的文件因为包含了所有需要涉及的静态链接库中的函数，所以较大。一个print函数，其存在于几个程序之中，他就会被链接多次。而动态库则只有一份，会生成位置无关的.so文件，在链接时只需做标记，在需要的时候进行链接。
而而负责执行此项任务的程序被称之为链接器（LInker）。
第二组
梁广超
1、静态链接是链接器在链接时将可重定位目标文件组合起来，形成一个可执行目标文件。为了构造可执行文件，链接器必须完成两个主要任务: 符号解析和重定位；
2、静态库，这里引入一个库的概念，编译系统提供一种机制，将所有相关的目标模块打包成为一个单独的文件，称为静态库，其文件后缀为.a，里面包含多个.o文件。它可以用做链接器的输人，当链接器构造一个输出的可执行文件时，它只拷贝静态库里被应用程序引用的目标模块。
3、重定位将输入的模块合并，并为每个符号分配运行时地址。其实就是在处理.text与.data.bss的联系关系。
4、链接器如何解析多重定义的全局符号，
规则1：不允许多个强符号；
规则2：如果有一个强符号和多个弱符号，那么选择强符号；
规则3：如果有多个弱符号，那么这些弱符号中任意选择一个。
5、动态链接，动态链接就是在运行的时候再去链接。为了使得动态库在内存中只有一份，需要做到不管动态库装载到什么位置，都不需要修改动态库中代码段的内容，从而实现动态库中代码段的共享。
静默组
Han
编译器能够帮助我们发现很多问题，在大型c/c++项目里面，一个基本要求是编译的时候不能有warning，这样就能消除掉很多隐患。
动态链接库有很多好处，但不注意的话，也会引起令人困惑的问题：
ldd命令可以帮助检查程序的动态库依赖。异常是控制流中的普遍情况（控制流中的突变），虽然叫异常，但很多状态变化，都是通过异常来进行转化和完成的。
上下文切换的开销虽然很小，但大量的上下文切换会导致系统性能下降，不少性能优化的逻辑也是在这个点上就是优化：