資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：不同的進(jìn)程，調(diào)用同樣的，各自里面指向最終加載的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)里面的虛擬內(nèi)存地址是不同的。實(shí)際上，在進(jìn)行程序開發(fā)，一直會(huì)用到各種各樣的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。通過動(dòng)態(tài)鏈接這個(gè)方式，可以說徹底解決了這個(gè)問題。參考深入淺出計(jì)算機(jī)組成原理
把對(duì)應(yīng)的不同文件內(nèi)的代碼段，合并到一起，成為最后的可執(zhí)行文件
鏈接的方式，讓我們?cè)趯懘a的時(shí)候做到了“復(fù)用”。
同樣的功能代碼只要寫一次，然后提供給很多不同的程序進(jìn)行鏈接就行了。
“鏈接”其實(shí)有點(diǎn)兒像我們?nèi)粘Ｉ钪械?strong>標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化生產(chǎn)。
有一個(gè)可以生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)螺帽的生產(chǎn)線，就可生產(chǎn)很多不同的螺帽。
只要需要螺帽，都可以通過鏈接的方式，去復(fù)制一個(gè)出來，放到需要的地方
但是，如果我們有很多個(gè)程序都要通過裝載器裝載到內(nèi)存里面，那里面鏈接好的同樣的功能代碼，也都需要再裝載一遍，再占一遍內(nèi)存空間。
這就好比，假設(shè)每個(gè)人都有騎自行車的需要，那我們給每個(gè)人都生產(chǎn)一輛自行車帶在身邊，固然大家都有自行車用了，但是馬路上肯定會(huì)特別擁擠。
1 鏈接可以分動(dòng)、靜，共享運(yùn)行省內(nèi)存我們上一節(jié)解決程序裝載到內(nèi)存的時(shí)候，講了很多方法。說起來，最根本的問題其實(shí)就是內(nèi)存空間不夠用。
如果能夠讓同樣功能的代碼，在不同的程序里面，不需要各占一份內(nèi)存空間，那該有多好??！
就好比，現(xiàn)在馬路上的共享單車，我們并不需要給每個(gè)人都造一輛自行車，只要馬路上有這些單車，誰(shuí)需要的時(shí)候，直接通過手機(jī)掃碼，都可以解鎖騎行。
這個(gè)思路就引入一種新的鏈接方法，叫作動(dòng)態(tài)鏈接（Dynamic Link）
相應(yīng)的，我們之前說的合并代碼段的方法，就是靜態(tài)鏈接（Static Link）
在動(dòng)態(tài)鏈接的過程中，我們想要“鏈接”的，不是存儲(chǔ)在硬盤上的目標(biāo)文件代碼，而是加載到內(nèi)存中的共享庫(kù)（Shared Libraries）
這個(gè)加載到內(nèi)存中的共享庫(kù)會(huì)被很多個(gè)程序的指令調(diào)用到。
在Windows下，這些共享庫(kù)文件就是.dll文件，也就是Dynamic-Link Libary（DLL，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)）
用了“動(dòng)態(tài)鏈接”的意思
在Linux下，這些共享庫(kù)文件就是.so文件，也就是Shared Object（一般我們也稱之為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)）。
用了“共享”的意思
正好覆蓋了兩方面的含義。
2 地址無(wú)關(guān)很重要，相對(duì)地址解煩惱要在程序運(yùn)行的時(shí)候共享代碼，這些機(jī)器碼必須“地址無(wú)關(guān)”
也就是說，我們編譯出來的共享庫(kù)文件的指令代碼，是地址無(wú)關(guān)碼（Position-Independent Code）
換句話說就是，這段代碼，無(wú)論加載在哪個(gè)內(nèi)存地址，都能夠正常執(zhí)行
如果還不明白，我給你舉一個(gè)生活中的例子
如果我們有一個(gè)騎自行車的程序，要“前進(jìn)500米，左轉(zhuǎn)進(jìn)入天安門廣場(chǎng)，再前進(jìn)500米”。
它在500米之后要到天安門廣場(chǎng)了，這就是地址相關(guān)的。
如果程序是“前進(jìn)500米，左轉(zhuǎn)，再前進(jìn)500米”，無(wú)論你在哪里都可以騎車走這1000米，沒有具體地點(diǎn)的限制，這就是地址無(wú)關(guān)的。
大部分函數(shù)庫(kù)其實(shí)都可以做到地址無(wú)關(guān)，因?yàn)樗鼈兌冀邮芴囟ǖ妮斎耄M(jìn)行確定的操作，然后給出返回結(jié)果就好了。
無(wú)論是實(shí)現(xiàn)一個(gè)向量加法，還是實(shí)現(xiàn)一個(gè)打印的函數(shù)，這些代碼邏輯和輸入的數(shù)據(jù)在內(nèi)存里面的位置并不重要。
而常見的地址相關(guān)的代碼，比如絕對(duì)地址代碼（Absolute Code）、利用重定位表的代碼等等，都是地址相關(guān)的代碼
回想一下我們之前講過的重定位表。在程序鏈接的時(shí)候，我們就把函數(shù)調(diào)用后要跳轉(zhuǎn)訪問的地址確定下來了，這意味著，如果這個(gè)函數(shù)加載到一個(gè)不同的內(nèi)存地址，跳轉(zhuǎn)就會(huì)失敗。
對(duì)于所有動(dòng)態(tài)鏈接共享庫(kù)的程序來講，雖然我們的共享庫(kù)用的都是同一段物理內(nèi)存地址，但是在不同的應(yīng)用程序里，它所在的虛擬內(nèi)存地址是不同的。
沒辦法、也不應(yīng)該要求動(dòng)態(tài)鏈接同一個(gè)共享庫(kù)的不同程序，必須把這個(gè)共享庫(kù)所使用的虛擬內(nèi)存地址變成一致。
如果這樣的話，我們寫的程序就必須明確地知道內(nèi)部的內(nèi)存地址分配。
那么問題來了，我們要怎么樣才能做到，動(dòng)態(tài)共享庫(kù)編譯出來的代碼指令，都是地址無(wú)關(guān)碼呢？
動(dòng)態(tài)代碼庫(kù)內(nèi)部的變量和函數(shù)調(diào)用都很容易解決，我們只需要使用相對(duì)地址（Relative Address）
各種指令中使用到的內(nèi)存地址，給出的不是一個(gè)絕對(duì)的地址空間，而是一個(gè)相對(duì)于當(dāng)前指令偏移量的內(nèi)存地址
因?yàn)?整個(gè)共享庫(kù)是放在一段連續(xù)的虛擬內(nèi)存地址中的，無(wú)論裝載到哪一段地址，不同指令之間的相對(duì)地址都是不變的。
3 動(dòng)態(tài)鏈接的解決方案PLT和GOT
要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈接共享庫(kù)，也并不困難，和前面的靜態(tài)鏈接里的符號(hào)表和重定向表類似
拿出一小段代碼來看一看。
lib.h
定義了動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的一個(gè)函數(shù) show_me_the_money
lib.c
包含了lib.h的實(shí)際實(shí)現(xiàn)
show_me_poor.c
調(diào)用了 lib 里面的函數(shù)
把 lib.c 編譯成了一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，也就是 .so 文件
最終生成文件集
在編譯的過程中，指定了一個(gè) -fPIC 的參數(shù)
其實(shí)就是Position Independent Code意，也就是要把這個(gè)編譯成一個(gè)地址無(wú)關(guān)代碼
然后，我們?cè)偻ㄟ^gcc編譯 show_me_poor 動(dòng)態(tài)鏈接了 lib.so 的可執(zhí)行文件
在這些操作都完成了之后，我們把 show_me_poor 這個(gè)文件通過objdump出來看一下。
