Day.7 深入理解动态连结

动态连结出现的原因就是为了解决静态连结中提到的两个问题：

浪费空间，因为每个可执行程序中对所有需要的Obj file都要有一份副本，所以如果多个程序对同一个目标文件都有依赖，如多个程序中都调用了printf()函数，则这多个程序中都含有printf.o，所以同一个Obj file 都在记忆体中存在多个副本。
每当函数库的程序码修改了，这个时候就需要重新进行编译连结形成可执行程序。

// main.c
void func1();
int main() {
    func1();
    return 0;
}


#include <stdio.h>


void func() {
    printf("func \n");
}

void func1() {
    printf("func 1\n");
}

生成地址无关可执行文件 (position-independent executable)
$gcc -shared -fPIC -o func.so func.o
-fPIC 作用於编译阶段，告诉编译器产生与位置无关代码(Position-Independent Code)

-shared 告诉连结器创建一个共享目标文件
生成可重定位目标文件
$gcc -c main.c
与动态连结库(.so)产生可执行文件
$gcc -o main main.o ./func.o

如果一个程序是动态连结，那麽他的function位置会在执行时才会固定，而引入一个library有好几个函式，我们不见得每个都会用到，所以当真正调用时，才会去载入它。这就是Lazy-binding的机制。

怎麽看一个程序有没有使用Lazy-binding呢？我们常常在做objdump -d elf 时，会看到call puts@plt这样的调用方式，这便是Lazy-binding调用函式的方式了

无论我们记忆体载入任何一个目标模组，资料段和程序码段的距离都是保持不变的，因此，程序码段中任何指令与资料段任何变数的距离都是一个常数，与程序码段和资料段记忆体位址是无关的。

然而现代作业系统不允许修改程序码段，只能修改资料段，那麽 GOT（Global Offset Table）和 PLT（Procedure Linkage Table）就为此而生

GOT（Global Offset Table）：全局偏移表用於记录在 ELF 文件中所用到的共享库中符号的绝对地址。在程序刚开始运行时，GOT 表项是空的，当符号第一次被调用时会动态解析符号的绝对地址然後转去执行，并将被解析符号的绝对地址记录在 GOT 中，第二次调用同一符号时，由於 GOT 中已经记录了其绝对地址，直接转去执行即可（不用重新解析）。
PLT（Procedure Linkage Table）：过程链接表的作用是将位置无关的符号转移到绝对地址。当一个外部符号被调用时，PLT 去引用 GOT 中的其符号对应的绝对地址，然後转入并执行。