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~/test$?./test?&
[1]?126
~/test$?func?1
cat?/proc/126/maps
7ff2c59f0000-7ff2c5bd7000?r-xp?00000000?00:00?516391?????????????/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
7ff2c5bd7000-7ff2c5be0000?---p?001e7000?00:00?516391?????????????/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
7ff2c5be0000-7ff2c5dd7000?---p?000001f0?00:00?516391?????????????/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
7ff2c5dd7000-7ff2c5ddb000?r--p?001e7000?00:00?516391?????????????/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
7ff2c5ddb000-7ff2c5ddd000?rw-p?001eb000?00:00?516391?????????????/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
7ff2c5ddd000-7ff2c5de1000?rw-p?00000000?00:00?0
7ff2c5df0000-7ff2c5df1000?r-xp?00000000?00:00?189022?????????????/mnt/d/wzq/wzq/util/test/lib.so
7ff2c5df1000-7ff2c5df2000?---p?00001000?00:00?189022?????????????/mnt/d/wzq/wzq/util/test/lib.so
7ff2c5df2000-7ff2c5ff0000?---p?00000002?00:00?189022?????????????/mnt/d/wzq/wzq/util/test/lib.so
7ff2c5ff0000-7ff2c5ff1000?r--p?00000000?00:00?189022?????????????/mnt/d/wzq/wzq/util/test/lib.so
7ff2c5ff1000-7ff2c5ff2000?rw-p?00001000?00:00?189022?????????????/mnt/d/wzq/wzq/util/test/lib.so
7ff2c6000000-7ff2c6026000?r-xp?00000000?00:00?516353?????????????/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.27.so
7ff2c6026000-7ff2c6027000?r-xp?00026000?00:00?516353?????????????/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.27.so
7ff2c6227000-7ff2c6228000?r--p?00027000?00:00?516353?????????????/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.27.so
7ff2c6228000-7ff2c6229000?rw-p?00028000?00:00?516353?????????????/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.27.so
7ff2c6229000-7ff2c622a000?rw-p?00000000?00:00?0
7ff2c62e0000-7ff2c62e3000?rw-p?00000000?00:00?0
7ff2c62f0000-7ff2c62f2000?rw-p?00000000?00:00?0
7ff2c6400000-7ff2c6401000?r-xp?00000000?00:00?189023?????????????/mnt/d/wzq/wzq/util/test/test
7ff2c6600000-7ff2c6601000?r--p?00000000?00:00?189023?????????????/mnt/d/wzq/wzq/util/test/test
7ff2c6601000-7ff2c6602000?rw-p?00001000?00:00?189023?????????????/mnt/d/wzq/wzq/util/test/test
7fffee96f000-7fffee990000?rw-p?00000000?00:00?0?????????????????[heap]
7ffff6417000-7ffff6c17000?rw-p?00000000?00:00?0?????????????????[stack]
7ffff729d000-7ffff729e000?r-xp?00000000?00:00?0?????????????????[vdso]

可以看到，整個進(jìn)程虛擬地址空間中，多出了幾個文件的映射，lib.so和test一樣，它們都是被操作系統(tǒng)用同樣的方法映射到進(jìn)程的虛擬地址空間，只是它們占據(jù)的虛擬地址和長度不同.

從maps里可以看見里面還有l(wèi)ibc-2.27.so，這是C語言運(yùn)行庫，還有一個ld-2.27.so，這是Linux下的動態(tài)鏈接器，動態(tài)鏈接器和普通共享對象一樣被映射到進(jìn)程的地址空間，在系統(tǒng)開始運(yùn)行test前，會先把控制權(quán)交給動態(tài)鏈接器，動態(tài)鏈接器完成所有的動態(tài)鏈接工作后會把控制權(quán)交給test，然后執(zhí)行test程序。

當(dāng)鏈接器將Program.o鏈接成可執(zhí)行文件時，這時候鏈接器必須確定目標(biāo)文件中所引用的func函數(shù)的性質(zhì)，如果是一個定義于其它靜態(tài)目標(biāo)文件中的函數(shù)，那么鏈接器將會按照靜態(tài)鏈接的規(guī)則，將Program.o的func函數(shù)地址進(jìn)行重定位，如果func是一個定義在某個動態(tài)鏈接共享對象中的函數(shù)，那么鏈接器將會將這個符號的引用標(biāo)記為一個動態(tài)鏈接的符號，不對它進(jìn)行地址重定位，將這個過程留在裝載時再進(jìn)行。

動態(tài)鏈接的方式

動態(tài)鏈接有兩種方式：裝載時重定位和地址無關(guān)代碼技術(shù)。

裝載時重定位：

在鏈接時對所有絕對地址的引用不作重定位，而把這一步推遲到裝載時完成，也叫基址重置，每個指令和數(shù)據(jù)相當(dāng)于模塊裝載地址是固定的，系統(tǒng)會分配足夠大的空間給裝載模塊，當(dāng)裝載地址確定后，那指令和數(shù)據(jù)地址自然也就確定了。

然而動態(tài)鏈接模塊被裝載映射到虛擬空間，指令被重定位后對于每個進(jìn)程來講是不同的，沒有辦法做到同一份指令被多個進(jìn)程共享，所以指令對不同的進(jìn)程來說有不同的副本，還是空間浪費，怎么解決這個問題？使用fPIC方法。

地址無關(guān)代碼：

指令部分無法在多個進(jìn)程之間共享，不能節(jié)省內(nèi)存，所以引入了地址無關(guān)代碼的技術(shù)。我們平時編程過程中可能都見過-fPIC的編譯選項，這個就代表使用了地址無關(guān)代碼技術(shù)來實現(xiàn)真正的動態(tài)鏈接。

基本思想就是使用GOT（全局偏移表），這是一個指向變量或函數(shù)地址的指針數(shù)組，當(dāng)指令要訪問變量或者調(diào)用函數(shù)時，會去GOT中找到相應(yīng)的地址進(jìn)行間接跳轉(zhuǎn)訪問，每個變量或函數(shù)都對應(yīng)一個地址，鏈接器在裝載模塊的時候會查找每個變量和函數(shù)的地址，然后填充GOT中的各個項，確保每個指針指向的地址正確。GOT放在數(shù)據(jù)段，所以它可以在模塊裝載時被修改，并且每個進(jìn)程都可以有獨立的副本，相互不受影響。

tips

?

-fpic和-fPIC的區(qū)別：它們都是地址無關(guān)代碼技術(shù)，-fpic產(chǎn)生的代碼相對較小較快，但是在某些平臺會有些限制，所以大多數(shù)情況下都是用-fPIC來產(chǎn)生地址無關(guān)代碼。

?

-fPIC和-fPIE的區(qū)別：一個作用于共享對象，一個作用于可執(zhí)行文件，一個以地址無關(guān)方式編譯的可執(zhí)行文件被稱作地址無關(guān)可執(zhí)行文件。

?

-fpie和-fPIE的區(qū)別：類似于-fpic和-fPIC的區(qū)別

延遲綁定技術(shù)

在程序剛啟動時動態(tài)鏈接器會尋找并裝載所需要的共享對象，然后進(jìn)行符號地址尋址重定位等工作，這些工作會減慢程序的啟動速度，如果解決？

使用PLT延遲綁定技術(shù)，這里會單獨有一個叫.PLT的段，ELF將 GOT拆分成兩個表.GOT和.GOT.PLT，其中.GOT用來保存全局變量的引用地址，.GOT.PLT用來保存外部函數(shù)的地址，每個外部函數(shù)在PLT中都有一個對應(yīng)項，在初始化時不會綁定，而是在函數(shù)第一次被用到時才進(jìn)行綁定，將函數(shù)真實地址與對應(yīng)表項進(jìn)行綁定，之后就可以進(jìn)行間接跳轉(zhuǎn)。

顯式運(yùn)行時鏈接

支持動態(tài)鏈接的系統(tǒng)往往都支持顯式運(yùn)行時鏈接，也叫運(yùn)行時加載，讓程序自己在運(yùn)行時控制加載的模塊，在需要時加載需要的模塊，在不需要時將其卸載。這種運(yùn)行時加載方式使得程序的模塊組織變得很靈活，可以用來實現(xiàn)一些諸如插件、驅(qū)動等功能。

通過這四個API可以進(jìn)行顯式運(yùn)行時鏈接：

dlopen()：打開動態(tài)鏈接庫
dlsym()：查找符號
dlerror()：錯誤處理
dlclose()：關(guān)閉動態(tài)鏈接庫

參考這段使用代碼：

#include?
#include?

int?main()?{
???
???void?*handle;
???void?(*f)(int);
???char?*error;

???handle?=?dlopen("./lib.so",?RTLD_NOW);
???if?(handle?==?NULL)?{
???????printf("handle?null?\n");
???????return?-1;
??}
???f?=?dlsym(handle,?"func");
???do?{
???????if?((error?=?dlerror())?!=?NULL)?{
???????????printf("error\n");
???????????break;
??????}
???????f(100);
??}?while?(0);
???dlclose(handle);

???return?0;
}

編譯運(yùn)行：

$?gcc?-o?test?program.c?-ldl
$?./test
func?100

總結(jié)

為什么要進(jìn)行動態(tài)鏈接？為了解決靜態(tài)鏈接浪費空間和更新困難的缺點。

動態(tài)鏈接的方式？?? ?? ??? ? ?? ??? ?? ??.

地址無關(guān)代碼技術(shù)原理？GOT ??? ?? ?? ??.

延遲加載技術(shù)原理？ ?? ?? ??? ?? PLT ????? ?? ?? ??? ? ?? ??? ?????.

如果進(jìn)行顯式運(yùn)行時鏈接？ ?? ??? ?? 4?? ??? ?? ??? ?? ????.

? ??? Linux?? ?? ??? ?? ??? ?? ??? ??????? ?? ?????. ??? ??? PHP ??? ????? ?? ?? ??? ?????!