符号重定位
讲动态链接之前，得先说说符号重定位。
c/c++ 程序的编译是以文件为单位进行的，因此每个 c/cpp 文件也叫作一个编译单元(translation unit), 源文件先是被编译成一个个目标文件, 再由链接器把这些目标文件组合成一个可执行文件或库，链接的过程，其核心工作是解决模块间各种符号(变量，函数)相互引用的问题，对符号的引用本质是对其在内存中具体地址的引用，因此确定符号地址是编译，链接，加载过程中一项不可缺少的工作，这就是所谓的符号重定位。
因为编译是以源文件为单位进行的，编译器此时并没有一个全局的视野，因此对一个编译单元内的符号它是无力确定其最终地址的，而对于可执行文件来说，在现代操作系统上，程序加载运行的地址是固定或可以预期的，因此在链接时，链接器可以直接计算分配该文件内各种段的绝对或相对地址，所以对于可执行文件来说，符号重定位是在链接时完成的，但对动态链接库来说，因为动态库的加载是在运行时，且加载的地址不固定，因此没法事先确定该模块的起始地址，所以对动态库的符号重定位，只能推迟。
符号重定位既指在当前目标文件内进行重定位，也包括在不同目标文件，甚至不同模块间进行重定位，这里面有什么不同吗？如果是同一个目标文件内，或者在同一个模块内，链接后，各个符号的相对地址就已经确定了，看起来似乎不用非得要知道最后的绝对地址才能引用这些符号，这说起来好像也有道理，但事实不是这样，x86 上 mov 之类访问程序中数据段的指令，它要求操作数是绝对地址，而对于函数调用，虽然是以相对地址进行调用，但计算相对地址也只限于在当前目标文件内进行，跨目标文件跨模块间的调用，编译期也是做不到的，只能等链接时或加载时才能进行相对地址的计算，因此重定位这个过程是不能缺少的，事实上目前来说，对于动态链接即使是当前目标文件内，如果是全局非静态函数，那么它也是需要进行重定位的，当然这里面有别的原因，比如说使得能实现 LD_PRELOAD 的功能等。
链接时符号重定位
链接时符号重定位指的是在链接阶段对符号进行重定位，一般来说，构建一个可执行文件可以简单分为两个步骤：编译及链接，如下例子，我们尝试使用静态链接的方式构建一个可执行文件：
// file: a.c int g_share = 1; int g_func(int a) { g_share += a; return a * 3; } // file: main.c extern int g_share; extern int g_func(int a); int main() { int a = 42; a = g_func(a); return 0; } |
正如前面所说，此时符号的重定位在链接时进行，那么在编译时，编译器是怎么生成代码来引用那些还没有重定位的符号呢？让我们先编译一下，再来看看目标文件的内容：
// x86_64, linux 2.6.9
-bash-3.00$ gcc -c a.c main.c -g
-bash-3.00$ objdump -S a.o
然后得到如下输出(对于 main.o 中对 g_func 的引用，实现是一样的，故略)：
a.o: file format elf64-x86-64 Disassembly of section .text: 0000000000000000 <g_func>: int g_share = 1; int g_func(int a) { 0: 55 push %rbp 1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 4: 89 7d fc mov %edi,0xfffffffffffffffc(%rbp) g_share += a; 7: 8b 45 fc mov 0xfffffffffffffffc(%rbp),%eax a: 01 05 00 00 00 00 add %eax,0(%rip) # 10 <g_func+0x10> return a * 2; 10: 8b 45 fc mov 0xfffffffffffffffc(%rbp),%eax 13: 01 c0 add %eax,%eax } 15: c9 leaveq 16: c3 retq |
