目錄

靜態(tài)庫

動態(tài)庫

目標(biāo)文件

ELF文件?

ELF形成可執(zhí)行

ELF可執(zhí)行加載

?ELF加載

全局偏移量表GOT(global offset table)?

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庫是寫好的，成熟的，可以復(fù)用的代碼

現(xiàn)實中每個程序都要依賴很多的基礎(chǔ)的底層庫，不可能都是從零開始的

庫有兩種：

• 靜態(tài)庫 .a[Linux]、.lib[windows]
• 動態(tài)庫 .so[Linux]、.dll[windows]

靜態(tài)庫

程序在編譯鏈接的時候把庫的代碼鏈接到可執(zhí)行文件中，程序運行的時候?qū)⒉辉傩枰o態(tài)庫

一個可執(zhí)行程序可能用到多個庫，這些庫可能有的是靜態(tài)庫，有的是動態(tài)庫，而我們編譯默認(rèn)鏈接為動態(tài)庫，只有在該庫下找不到動態(tài).so的時候才會采用同名靜態(tài)庫。

若是想使用靜態(tài)庫我們可以使用gcc的 -static 強轉(zhuǎn)設(shè)置鏈接靜態(tài)庫

?靜態(tài)庫的生成：

ar -rc libmylib.a mylib.o

?若我們有一個自己寫的庫叫mylib，那么我們該如何使用它呢？

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若頭文件和庫文件都被我們安裝到系統(tǒng)的路徑下

/usr/lib、/usr/lib64、/usr/local/lib等等

gcc main.c -lmystdio

?頭文件和庫文件和我們自己的源文件在同一個路徑下

gcc main.c -L. -lmylib

頭文件和庫文件都有自己獨立的路徑

gcc main.c -I頭?件路徑 -L庫?件路徑 -lmylib

• ?-L：指定庫路徑
• -I：指定頭文件搜索路徑
• -l：指定庫名

動態(tài)庫

程序在運行的時候才去鏈接動態(tài)庫，多個程序可以共享使用庫的代碼

一個與動態(tài)庫鏈接的可執(zhí)行程序僅僅包含它用到的函數(shù)入口地址的一個表，而不是外部函數(shù)所在目標(biāo)文件的整個機器碼

在可執(zhí)行文件開始運行以前，外部函數(shù)的機器碼由操作系統(tǒng)從磁盤上的該動態(tài)庫中復(fù)制到內(nèi)存中，這個過程稱為動態(tài)鏈接

動態(tài)庫可以在多個程序間共享，所以動態(tài)鏈接使得可執(zhí)行文件更小，節(jié)省了磁盤的空間。操作系統(tǒng)采用虛擬內(nèi)存機制允許物理內(nèi)存中的一份動態(tài)庫被要用到該庫的所有進程共用，節(jié)省了內(nèi)存和磁盤空間

動態(tài)庫的生成：

gcc -fPIC -c main.c -o mylib.o
gcc -o libmylib.so mylib.o -shared

動態(tài)庫需要使用位置無關(guān)碼PIC，因此需要加上 -fPIC選項

動態(tài)庫的命名約定通常以lib開頭，后綴為.so

• shared：表示生成共享庫格式
• fPIC：產(chǎn)生位置無關(guān)碼
• 庫名規(guī)則：libxxx.so

動態(tài)庫使用：

若頭文件和庫文件都被我們安裝到系統(tǒng)的路徑下

gcc main.c -lmylib

頭文件和庫文件和我們自己的源文件在同一個路徑下

gcc main.c -L. -lmylib

頭文件和庫文件都有自己獨立的路徑

gcc main.c -I頭?件路徑 -L庫?件路徑 -lmylib

我們可以使用ldd命令來查看庫或者可執(zhí)行程序的依賴

ldd libmylib.so

目標(biāo)文件

在編譯之后會產(chǎn)生擴展名為.o的文件，它們被稱作目標(biāo)文件?

若是我們有多個源文件，需要修改其中一個，那么我們只需要編譯這一個為目標(biāo)文件再一起鏈接，這樣就不需要浪費時間重新編譯整個工程

目標(biāo)文件是一個二進制文件，文件的格式是ELF，是對二進制代碼的一種封裝?

ELF文件?

以下四種都是ELF文件

• 可重定位文件：即xxx.o文件。包含適合于與其他?標(biāo)?件鏈接來創(chuàng)建可執(zhí)??件或者共享?標(biāo)?件的代碼和數(shù)據(jù)
• 可執(zhí)行文件：即可執(zhí)行程序
• 共享目標(biāo)文件：即 xxx.so?件
• 內(nèi)核轉(zhuǎn)儲：存放當(dāng)前進程的執(zhí)?上下?，?于dump信號觸發(fā)

一個ELF文件由四個部分組成

• ELF頭（ELF header）：描述?件的主要特性。其位于?件的開始位置，它的主要?的是定位?件的其他部分
• 程序頭表（Program header table）：列舉了所有有效的段(segments)和他們的屬性。表?
  記著每個段的開始的位置和位移（offset）、?度，畢竟這些段，都是緊密的放在?進制?件中，需要段表的描述信息，才能把他們每個段分割開
• 節(jié)頭表（Section header table）：包含對節(jié)(sections)的描述
• 節(jié)（Section）：ELF?件中的基本組成單位，包含了特定類型的數(shù)據(jù)。ELF?件的各種信息和數(shù)據(jù)都存儲在不同的節(jié)中，如代碼節(jié)存儲了可執(zhí)?代碼，數(shù)據(jù)節(jié)存儲了全局變量和靜態(tài)數(shù)據(jù)等

常見的節(jié)有：

• 代碼節(jié)（.text）：?于保存機器指令，是程序的主要執(zhí)?部分
• 數(shù)據(jù)節(jié)（.data）：保存已初始化的全局變量和局部靜態(tài)變量

ELF形成可執(zhí)行

1. 首先將多份C/C++源代碼翻譯稱為目標(biāo).o文件

2. 將多份.o文件Section進行合并

ELF可執(zhí)行加載

?個ELF會有多種不同的Section，在加載到內(nèi)存的時候，也會進?Section合并，形成segment

合并原則：相同屬性，?如：可讀，可寫，可執(zhí)?，需要加載時申請空間等。這樣，即便是不同的Section，在加載到內(nèi)存中，可能會以segment的形式，加載到?起

?

Section合并的主要原因是為了減少??碎?，提?內(nèi)存使?效率?

?ELF加載

?

用來初始化的數(shù)據(jù)也是從ELF的各個segment來，每個segment有自己的起始地址和長度，用來初始化內(nèi)核結(jié)構(gòu)中[start, end]等范圍的數(shù)據(jù)

?

程序調(diào)用庫方法：只需要知道庫的起始虛擬地址+方法偏移量即可定位庫中的?法

全局偏移量表GOT(global offset table)?

因為.data區(qū)域是可讀寫的，所以可以?持動態(tài)進?修改?

?

?

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完?