静态链接 VS 动态链接

什么是链接?

链接其实就是连接的意思,将所有相关的东西连接起来。

简单理解静态连接和动态链接:

静态链接:编译时完成链接

动态链接:程序运行起来后,根据需求再去链接,这就是动态链接

 

静态链接

什么是静态链接

所谓静态链接,其实就是在编译时,调用ld/collect2链接程序,将所有的.o中的机器指令整合到一起,然后保存到可执行文件中。

什么时候用到静态链接呢?

编译时用到,编译时的链接就是静态链接,所以链接程序ld/collect2,也可以称为静态链接器。

静态链接时做了什么事?

两件事,符号解析 和 重定位。

符号解析

符号解析的作用

符号解析的目的就是将符号的引用(使用)和符号的定义联系起来。

举例

为了方便实现符号解析,编译得到.o文件时,每个.o文件都会包含符号一张的符号表。

符号表记录什么?

①记录本模块定义了些什么符号

②记录本模块引用了些什么符号

旁注:单个.c文件,也被称为一个模块,整个工程就是以模块为单位来进行组织的,模块化组织很重要,不进行模块化在组织的话,就只能将所有内容全写到一个文件中,对于大型c程序来说,显然很难操作。但是模块化组织有一个麻烦事就是,你需要将所有的模块合成一个完整的可执行程序,这个合成的麻烦事就是由collect2/ld来承担的。

重定位

怎么理解重定位这三个字?

简单理解就是,之前的地址不对,重新定位新地址,就好比导航时目的地址弄错了,重新定位一个新的目的地址,这就是“重定位”的含义。

重定位作用

将.o文件中每个机器指令的逻辑地址,重定位为(转为)实际运行的地址。

①如果是裸机运行的:运行的地址就是内存的物理地址。

②如果是基于OS运行的:运行地址就是虚拟内存的地址。不过虚拟内存机制,最终还是会将虚拟地址会转为物理地址。

.o中的逻辑地址

逻辑地址只是理论上的,这个地址是无法被cpu取指运行的,因为逻辑地址即不是实际的物理地址,也不是虚拟内存的虚拟地址,它只是在编译时临时给的一个编号。.o中的每个节(.text/.rodata/.data等),逻辑地址都是从0开始的。由于.o是纯二进制文件,很难被阅读,所以需要将它反汇编为ascii的汇编。反汇编时,每条二进制的机器指令,会被翻译为对应的每条汇编指令,是一一对应的关系。

旁注1:在64位系统下,地址是64位的,所以十六进制的0地址有16个0。

旁注2:我们这里只关心地址问题,有关.o文件的更多内容,我们这里不做介绍。

可执行程序中的运行地址

我们这里编译出的可执行文件,是运行在Linux的虚拟内存上的,所以重定位后的运行地址是“虚拟地址”。

在Linux下,链接器重定位后的虚拟地址是多少呢?

①32位Linux系统 在32位Linux里面,虚拟地址是32位的,也就是4个字节。在32位的Linux下,重定位后,虚拟地址从0x08048000开始。0x08048000:32位。每个节不再是从0开始的,节之间的虚拟地址是挨着的

②64位系Linux统 在64位Linux里面,虚拟地址是64位的,也就是8个字节。虚拟地址从0x0000000000400000开始。0x0000000000400000:64位。每个节不再是从0开始的,节之间的虚拟地址是挨着的

 

动态链接

什么是动态链接?

所谓动态链接,就是在编译的时候只留下调用接口,当程序真正运行的时候,才去链接执行,动态链接这件事不是在编译时发生的,是在程序动态运行时发生的,所以叫称为动态链接。

什么时候用到动态链接呢?

使用动态库时,动态库就是动态链接的。比如程序中调用printf函数,这个函数基本都是动态库提供的,程序编译后代码里面是没有printf函数代码的,只有printf这个接口,当程序运行起来后,再去动态链接printf所在的动态库,那么程序就能调用printf函数了。

如何理解这里说的接口?

站在ascii的c源码角度来说,这个接口就是printf函数名,但是程序被编译为二进制后,printf就变成了一个地址,所以站在二进制的角度来说,接口就是函数第一条指令的地址。

动态链接的实现者是谁

参考:剖析gcc -v输出

动态链接由动态链接器来实现的,回顾gcc -v显示的链接信息

动态链接器

-dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2(链接(加载)动态库)   

posted @ 2018-08-03 00:19 克拉默与矩阵 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏