扩展阅读：Go链接器简介

1. Go语言链接器是什么？

Go语言的链接器是Go工具链中的一个关键组成部分，负责将编译生成的目标文件（如.o文件）连接成最终的可执行文件、共享库或静态库。在Go生态系统中，链接器通常被称为go tool link，它是Go语言编译过程中的最后一步，确保所有模块和依赖项正确地组合在一起。

2. Go语言链接器的工作原理

基本流程

1. 输入文件处理：链接器接收多个目标文件（.o或.obj）、静态库（如.a文件）以及可能的共享库。
2. 符号解析与重定位：
   • 链接器扫描所有输入文件，解析其中未定义的符号。这些符号可能来自其他目标文件、库或Go语言运行时环境。
   • 对于每个符号引用，链接器查找其定义位置，并记录下需要进行重定位的操作（如调整指针以正确指向函数或变量）。
3. 段和节的合并：
   • 将所有输入文件中的相同类型的段（如text段用于代码、data段用于初始化数据）合并到一起。
   • 处理各个段中的重定位信息，确保所有指针和偏移量正确无误。
4. 输出生成：将处理后的段组合成最终的可执行文件或库。

内部机制

• 符号表管理：链接器维护一个全局符号表，用于跟踪已解析的符号及其地址。这包括函数、变量以及其他标识符。
• 重定位记录：在编译阶段生成的目标文件中包含重定位信息，告诉链接器哪些位置需要调整以指向正确的符号或节的位置。
• 依赖处理：Go语言的模块系统允许项目依赖于多个包，链接器会自动将这些外部库包含进来，确保所有必要的代码和资源都被整合到最终输出中。

3. 编译器与链接器的协同工作

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在编译过程中，Go编译器生成以下几个关键段：

• text：存储可执行代码。
• data：用于初始化的数据（如全局变量）。
• rodata：只读数据，通常包含常量字符串和编译时常量。
• bss：未初始化的零初始化数据段。

编译器负责将源代码转换为这些段中的内容，并在生成的目标文件中记录必要的重定位信息。链接器的任务是将所有目标文件中的相应段合并，并解决符号依赖关系，确保最终程序或库能够在运行时正确执行。

协作流程

1. 编译阶段：每个Go源文件被分割成多个段，并生成包含重定位指令的信息。
2. 链接阶段：
   • 链接器读取所有目标文件和库的段信息。
   • 解析未定义符号，可能需要查找标准库或其他依赖库中的实现。
   • 合并各个段（如将所有text段合并为一个连续的代码段）。
   • 应用重定位操作，调整指针地址以反映实际内存布局。

4. ELF文件中的Program Header Table

在ELF（Executable and Linkable Format）文件中，program header table是由编译器和链接器共同作用的结果。具体来说：

• 编译器：生成初始的段信息，并创建基本的程序头表结构。
• 链接器：调整和完善这些段的布局，更新程序头表中的偏移量、大小等信息，以确保最终文件能够被操作系统正确加载。

总结来说，虽然编译器为ELF文件奠定了基础，但链接器负责将其转化为适合执行的形式，包括调整段的位置和属性，使程序能够在目标环境中运行。

5. 参考文献

• TODO Internals of the Go Linker by Jessie Frazelle
• Golang Internals, Part 2: Diving Into the Go Compiler
• Golang Internals, Part 3: The Linker, Object Files, and Relocations
• Golang Internals, Part 4: Object Files and Function Metadata
• TODO Linkers and Loaders

通过这些参考资料，可以更全面地理解Go语言链接器的工作机制及其在编译过程中的重要性。