重定位处理参照.pdf
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重定位是程序加载过程中的关键步骤,特别是在动态链接的环境中。它确保了程序代码和数据在内存中的正确位置,使得程序能够正确执行。在本文档中,我们将详细探讨重定位处理的概念、类型以及运行时链接程序的角色。 重定位处理发生在运行时链接程序加载应用程序及其所有依赖项之后。目标文件在链接编辑阶段会接收来自可重定位输入目标文件的重定位信息,这些信息会被应用到输出文件。然而,对于动态可执行文件和共享库,有些重定位不能在链接编辑时立即完成,因为它们依赖于目标文件在内存中的实际地址,这些地址在编译时未知。 重定位主要分为两类:非符号重定位和符号重定位。非符号重定位不涉及符号表,通常涉及到相对地址的调整。符号重定位则需要在运行时寻找特定符号的地址。`dump(1)`工具可用于查看目标文件的重定位记录,如示例所示,`libbar.so.1`包含了两条重定位记录,一条是相对重定位,另一条是全局数据重定位,需要在运行时根据`foo`符号的地址进行更新。 运行时链接程序负责处理这些重定位记录,进行符号查找。它会基于目标文件的搜索范围和符号可见性规则进行搜索。默认情况下,动态可执行文件及其依赖项都具有“world”搜索范围和“global”符号可见性,这意味着在查找符号时,链接程序会从动态可执行文件开始,按照依赖关系的顺序搜索每个目标文件。这种搜索模型可能导致较高的性能开销,尤其是在大型程序或复杂依赖关系中。 此外,动态库的直接绑定提供了一种不同的符号查找模型,它允许运行时链接程序直接在链接编辑时提供符号的文件中查找符号,从而减少了运行时的查找成本。 延迟加载(lazy loading)是另一种策略,当运行时链接程序在当前加载的目标文件中找不到某个符号时,它会尝试加载所有挂起的延迟加载目标文件,以找到所需符号。虽然这有助于优化内存使用,但可能会破坏延迟加载的初衷,因为加载额外的依赖可能导致不必要的性能消耗。 插入行为是指在搜索过程中,一旦找到所需符号的第一个实例,就将其插入到后续的搜索路径中,这可能导致预期之外的行为。可以通过缩减符号范围和改变符号可见性来避免不必要的插入。例如,环境变量`LD_PRELOAD`可以用来强制插入特定的库,优先于系统默认的搜索顺序。 重定位处理是保证程序在内存中正确运行的关键环节,涉及到链接编辑、运行时链接程序、符号查找和优化策略等多个层面。理解这一过程对于调试和优化程序性能至关重要。
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