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2011年(94)

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分类: C/C++

2011-04-07 11:24:56

使用 -fPIC 选项,会生成 PIC 代码。.so 要求为 PIC,以达到动态链接的目的,否则,无法实现动态链接。

non-PIC 与 PIC 代码的区别主要在于 access global data, jump label 的不同。
比如一条 access global data 的指令,
non-PIC 的形势是:ld r3, var1
PIC 的形式则是:ld r3, var1-offset@GOT,意思是从 GOT 表的 index 为 var1-offset 的地方处
指示的地址处装载一个值,即 var1-offset@GOT 处的4个 byte 其实就是 var1 的地址。这个地址只有在运行的时候才知道,
是由 dynamic-loader(ld-linux.so) 填进去的。

再比如 jump label 指令
non-PIC 的形势是:jump printf ,意思是调用 printf。
PIC 的形式则是:jump printf-offset@GOT,意思是跳到 GOT 表的 index 为 printf-offset 的地方处
指示的地址去执行,这个地址处的代码摆放在 .plt section,每个外部函数对应一段这样的代码,其功能是呼叫
dynamic-loader(ld-linux.so) 来查找函数的地址(本例中是 printf),然后将其地址写到 GOT 表的 index 为 printf-offset 的地方,
同时执行这个函数。这样,第2次呼叫 printf 的时候,就会直接跳到 printf 的地址,而不必再查找了。

GOT 是 data section, 是一个 table, 除专用的几个 entry,每个 entry 的内容可以再执行的时候修改;
PLT 是 text section, 是一段一段的 code,执行中不需要修改。
每个 target 实现 PIC 的机制不同,但大同小异。比如 MIPS 没有 .plt, 而是叫 .stub,功能和 .plt 一样。

可见,动态链接执行很复杂,比静态链接执行时间长;但是,极大的节省了 size,PIC 和动态链接技术是计算机发展史上非常重要的一个里程碑。
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