前言：程序的链接最后一部分「动态链接」

这篇博客主要讲在第一次加载并运行时进行动态链接

大致过程如下：

如何使用动态链接

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

// func.c

#include <stdio.h>


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

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

• 生成位置无关的共享库

  gcc -c func.c

  gcc -shared -fPIC -o func.so func.o

• 生成可重定位目标文件

  gcc -c main.c

• 与动态链接库一起生成可执行目标文件

  gcc -o main main.o ./func.o

• 运行

  结果：func 1

如果把 func.so 从文件夹中删除，那么就运行不了了。

要注意！系统自带的共享库函数是不用自己写进命令里面的，因为命令本身会自动补全

原理

原理正如图所示：

程序在第一次加载并运行时，才重定位链接共享库函数和数据

同样是和静态链接的可执行文件一样的方法运行，为什么动态链接的可执行文件在执行的时候会有动态链接器呢？

程序序头表中有一个特殊的段：INTERP，其中记录了动态链接器目录及文件

也就是说：

加载器发现在其程序头表中有 .interp 段，其中包含了动态链接器路径名 ld-linux.so，因而加载器根据指定路径加载并启动动态链接器运行。动态链接器完成相应的重定位工作后，再把控制权交给 myproc，启动其第一条指令执行

位置无关

之前提到了位置无关，只有共享库被链接成位置无关的代码和数据，链接器才无需修改代码即可将共享库加载到任意地址运行

一共有四种情况：（位置无关主要解决后两者的问题）

模块内的过程调用、跳转

• 调用或跳转源与目的地都在同一个模块，相对位置固定，只要用相对偏移寻址即可

• 无需动态链接器进行重定位

模块内数据访问，如模块内的全局变量和静态变量

• .data 节与 .text 节之间的相对位置确定，任何引用局部符号的指令与该符号之间的距离是一个常数

模块外的数据访问，如外部变量的访问

• 引用其他模块的全局变量，无法确定相对距离

• 在 .data 节开始处设置一个指针数组（全局偏移表，GOT），指针可指向一个全局变量

• GOT 与引用数据的指令之间相对距离固定

• 编译器为 GOT 每一项生成一个重定位项（如 .rel 节...）

• 加载时，动态链接器对GOT中各项进行重定位，填入所引用的地址

简而言之：在 .data 节里面有一个 GOT 表，它的相对位置固定，在动态连接时把外部数据的地址填入里面，内部用时，用的是 GOT 表中的地址

模块外的过程调用、跳转

• 也可以用上述的办法，但是调用模块外的函数都要增加三条指令

• 可以使用延迟绑定的方法（留个坑，以后好好介绍）