Linux ld命令教程：如何成功连接处理目标文件(附实例详解和注意事项)-Linux入门自学网

Linux ld命令介绍

ld（link editor）是一个链接器，用来将多个编译后的对象文件和库文件合并成一个输出文件，通常是可执行文件或共享库。ld可以处理不同的目标文件格式，如ELF、COFF、PE等，也可以支持不同的架构，如x86、ARM、MIPS等。ld是GNU binutils套件的一部分，通常不需要直接调用，而是由编译器如gcc或g++来调用。ld支持很多命令行选项，但在实际使用中，只有少数几个是常用的。

Linux ld命令适用的Linux版本

ld命令适用于大多数Linux发行版，如Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS等。如果某些Linux系统没有安装ld，可以通过包管理器来安装。例如，在Ubuntu或Debian上，可以使用以下命令来安装ld：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ sudo apt-get install binutils

在CentOS 7上，可以使用以下命令来安装ld：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ sudo yum install binutils

在CentOS 8上，可以使用以下命令来安装ld：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ sudo dnf install binutils

Linux ld命令的基本语法

ld命令的基本语法如下：

ld [options] file...

其中，options是一些可选的参数，用来控制ld的行为，如指定输出文件名、搜索路径、符号表等。file是一个或多个输入文件，通常是对象文件或库文件。如果没有指定输出文件名，ld会默认生成一个名为a.out的文件。

Linux ld命令的常用选项或参数说明

ld命令有很多选项或参数，可以通过man ld或ld --help来查看完整的列表。这里列举一些常用的选项或参数，以及它们的作用：

选项或参数	作用
-o file	指定输出文件名为file
-l library	搜索名为liblibrary.so或liblibrary.a的库文件，并链接到输出文件
-L directory	添加directory到库文件的搜索路径
-r	生成可重定位的输出文件，而不是可执行文件或共享库
-s	删除输出文件中的所有符号信息，减小输出文件的大小
-static	使用静态链接，不链接任何共享库
-shared	生成共享库，而不是可执行文件
-soname name	指定共享库的名称为name
-T script	使用script作为链接脚本，控制输出文件的布局和符号解析
-v	显示ld的版本信息
-V	显示ld支持的目标文件格式和架构
--trace	显示ld搜索和打开的输入文件
--trace-symbol symbol	显示ld如何解析符号symbol
--verbose	显示ld的详细信息，包括链接脚本和符号表

Linux ld命令的实例

下面是一些使用ld命令的实例，展示了ld命令的常见用法。

实例1：链接一个简单的C程序

假设有一个名为hello.c的C程序，内容如下：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

要使用ld命令来链接这个程序，首先需要使用gcc或其他编译器来编译这个程序，生成一个名为hello.o的对象文件：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ gcc -c hello.c

然后，使用ld命令来链接这个对象文件，生成一个名为hello的可执行文件：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ld -o hello /lib/crt1.o /lib/crti.o hello.o -lc /lib/crtn.o

这里，需要指定一些库文件，如/lib/crt1.o，/lib/crti.o，/lib/crtn.o和-lc，这些库文件包含了一些C程序运行所需的初始化和终止代码，以及C标准库的函数。

最后，可以运行这个可执行文件，输出Hello, world!：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ./hello
Hello, world!

实例2：链接一个静态库

假设有一个名为math.c的C程序，内容如下：

#include <stdio.h>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int sub(int a, int b) {
    return a - b;
}

int mul(int a, int b) {
    return a * b;
}

int div(int a, int b) {
    return a / b;
}

这个程序定义了四个简单的数学函数，分别是加、减、乘、除。要使用ld命令来链接这个程序，首先需要使用gcc或其他编译器来编译这个程序，生成一个名为math.o的对象文件：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ gcc -c math.c

然后，使用ar命令来将这个对象文件打包成一个名为libmath.a的静态库：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ar rcs libmath.a math.o

接着，假设有另一个名为test.c的C程序，内容如下：

#include <stdio.h>

int add(int a, int b);
int sub(int a, int b);
int mul(int a, int b);
int div(int a, int b);

int main(void) {
    int a = 10;
    int b = 5;
    printf("%d + %d = %d\n", a, b, add(a, b));
    printf("%d - %d = %d\n", a, b, sub(a, b));
    printf("%d * %d = %d\n", a, b, mul(a, b));
    printf("%d / %d = %d\n", a, b, div(a, b));
    return 0;
}

这个程序调用了math.c中定义的四个数学函数，并输出结果。要使用ld命令来链接这个程序，首先需要使用gcc或其他编译器来编译这个程序，生成一个名为test.o的对象文件：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ gcc -c test.c

然后，使用ld命令来链接这个对象文件和libmath.a静态库，生成一个名为test的可执行文件：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ld -o test /lib/crt1.o /lib/crti.o test.o -L. -lmath -lc /lib/crtn.o

这里，需要使用-L.来指定当前目录为静态库的搜索路径，使用-lmath来链接libmath.a静态库。⁵

最后，可以运行这个可执行文件，输出结果：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ./test
10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 * 5 = 50
10 / 5 = 2

实例3：链接一个共享库

假设有一个名为math.c的C程序，内容如下：

#include <stdio.h>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int sub(int a, int b) {
    return a - b;
}

int mul(int a, int b) {
    return a * b;
}

int div(int a, int b) {
    return a / b;
}

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ gcc -c -fPIC math.c

这里，需要使用-fPIC选项来生成位置无关的代码，这是生成共享库所必需的。

然后，使用ld命令来链接这个对象文件，生成一个名为libmath.so的共享库：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ld -shared -o libmath.so math.o

这里，需要使用-shared选项来指定生成共享库，使用-o选项来指定输出文件名为libmath.so。

接着，假设有另一个名为test.c的C程序，内容如下：

#include <stdio.h>

int add(int a, int b);
int sub(int a, int b);
int mul(int a, int b);
int div(int a, int b);

int main(void) {
    int a = 10;
    int b = 5;
    printf("%d + %d = %d\n", a, b, add(a, b));
    printf("%d - %d = %d\n", a, b, sub(a, b));
    printf("%d * %d = %d\n", a, b, mul(a, b));
    printf("%d / %d = %d\n", a, b, div(a, b));
    return 0;
}

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ gcc -c test.c

然后，使用ld命令来链接这个对象文件和libmath.so共享库，生成一个名为test的可执行文件：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ld -o test /lib/crt1.o /lib/crti.o test.o -L. -lmath -lc /lib/crtn.o

这里，需要使用-L.来指定当前目录为共享库的搜索路径，使用-lmath来链接libmath.so共享库。

最后，可以运行这个可执行文件，输出结果：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ./test
10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 * 5 = 50
10 / 5 = 2

实例4：使用链接脚本

链接脚本是一种控制ld的行为的文本文件，可以指定输出文件的布局和符号解析的规则。链接脚本的语法比较复杂，这里只给出一个简单的例子，展示如何使用链接脚本来修改输出文件的入口点。

假设有一个名为hello.c的C程序，内容如下：

#include <stdio.h>

void foo(void) {
    printf("Hello, world!\n");
}

int main(void) {
    foo();
    return 0;
}

这个程序定义了一个名为foo的函数，用来输出Hello, world!，并在main函数中调用它。要使用ld命令来链接这个程序，首先需要使用gcc或其他编译器来编译这个程序，生成一个名为hello.o的对象文件：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ gcc -c hello.c

然后，使用ld命令来链接这个对象文件，生成一个名为hello的可执行文件：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ld -o hello /lib/crt1.o /lib/crti.o hello.o -lc /lib/crtn.o

这里，需要指定一些库文件，如/lib/crt1.o，/lib/crti.o，/lib/crtn.o和-lc，这些库文件包含了一些C程序运行所需的初始化和终止代码，以及C标准库的函数。

最后，可以运行这个可执行文件，输出Hello, world!：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ./hello
Hello, world!

现在，假设有一个名为script.ld的链接脚本，内容如下：

ENTRY(foo)

这个链接脚本只有一行，用来指定输出文件的入口点为foo函数，而不是默认的_start符号。

要使用ld命令来链接这个程序，并使用这个链接脚本，可以使用以下命令：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ld -o hello -T script.ld /lib/crt1.o /lib/crti.o hello.o -lc /lib/crtn.o

这里，需要使用-T选项来指定链接脚本为script.ld。

最后，可以运行这个可执行文件，输出Hello, world!，并立即退出，不会执行main函数：

[linux@bashcommandnotfound.cn ~]$ ./hello
Hello, world!

Linux ld命令的注意事项

使用ld命令时，需要注意以下几点：

ld命令通常不需要直接调用，而是由编译器如gcc或g++来调用，这样可以简化链接过程，避免一些错误和警告。
ld命令需要根据不同的目标文件格式和架构来选择合适的选项和参数，否则可能会出现不兼容或不支持的情况。
ld命令需要指定一些库文件，如/lib/crt1.o，/lib/crti.o，/lib/crtn.o和-lc，这些库文件包含了一些C程序运行所需的初始化和终止代码，以及C标准库的函数。如果没有指定这些库文件，可能会出现undefined reference to _start或undefined reference to printf等错误。
ld命令需要注意输入文件的顺序，因为ld会按照输入文件的顺序来解析符号，如果某个符号在后面的输入文件中定义，而在前面的输入文件中引用，可能会出现undefined reference to symbol的错误。
ld命令需要注意输出文件的入口点，如果没有指定入口点，ld会默认使用_start符号作为入口点，这个符号通常在/lib/crt1.o库文件中定义，用来调用main函数。如果要修改入口点，可以使用链接脚本来指定，如ENTRY(symbol)。
如果在使用ld命令时，出现bash: ld: command not found的错误，说明系统没有安装ld，可以按照上面的方法来安装ld，根据不同的Linux发行版，使用不同的包管理器来安装binutils套件。

Linux ld相关命令

以下是一些与ld命令相关的命令，以及它们的作用：

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