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Linux 动态链接进程中的【重定位】底层原理

当我们在Linux系统中运行一个程序时,系统会将程序加载到内存中执行。而在程序运行过程中,可能会需要调用一些外部的函数或者库文件。在静态链接的情况下,这些函数或库文件会被编译器直接嵌入到可执行文件中,但这样会导致可执行文件的体积变大。为了解决这个问题,Linux引入了动态链接的机制。

动态链接的原理是将程序所需的函数或库文件与可执行文件分开存储,程序在运行时再去动态加载这些函数或库文件。这样既能减小可执行文件的体积,又能实现代码的重用。而在动态链接的过程中,就涉及到了【重定位】。

重定位是指在程序加载时,将程序中的符号引用与实际的符号地址关联起来的过程。在动态链接的情况下,程序中的符号引用并不是直接指向实际的符号地址,而是指向一个符号表中的入口。而这个符号表中的入口又包含了实际的符号地址。

那么问题来了,如何将程序中的符号引用与实际的符号地址关联起来呢?这就需要用到重定位技术。

重定位技术主要分为两种类型:绝对重定位和相对重定位。

绝对重定位是指在程序加载时,将程序中的符号引用直接替换为实际的符号地址。这种重定位方式的缺点是,如果程序中的某个函数或库文件的地址发生变化,那么所有引用了这个符号的地方都需要重新进行重定位。这样就会导致程序的加载速度变慢。

相对重定位是指在程序加载时,将程序中的符号引用与实际的符号地址之间的差值记录下来,并保存在一个重定位表中。当程序需要调用某个函数或库文件时,通过查找重定位表,将符号引用与实际的符号地址关联起来。这样即使某个函数或库文件的地址发生变化,只需要修改重定位表中的差值即可,而不需要重新进行重定位。这种方式可以提高程序的加载速度。

在Linux系统中,动态链接库文件的重定位是由动态链接器(ld.so)来完成的。当程序需要调用某个函数或库文件时,动态链接器会先在内存中查找这个函数或库文件的地址,如果找不到,则会根据符号引用在动态链接库文件中进行查找。当找到后,动态链接器会将符号引用与实际的符号地址进行关联,并将关联结果保存在重定位表中。

总结一下,动态链接过程中的【重定位】是将程序中的符号引用与实际的符号地址关联起来的过程。通过重定位技术,可以实现代码的重用,减小可执行文件的体积,并提高程序的加载速度。在Linux系统中,动态链接库文件的重定位是由动态链接器来完成的。

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