C&C++   发布时间:2022-04-03  发布网站:大佬教程  code.js-code.com
大佬教程收集整理的这篇文章主要介绍了共享库 链接(extern、static关键词\头文件\静态库\共享库)大佬教程大佬觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

一、编译、链接、运行

  

/* stack.c */
char stack[512];
int top = -1;

    

/* push.c */
extern char stack[512];
extern int top;
void push(char C)
{
        stack[++top] = c;
}

    

/* pop.c */
extern char stack[512];
extern int top;
char pop(void)
{
        return stack[top--];
}

    

/* is_empty.c */
extern int top;
int is_empty(void)
{
        return top == -1;
}
/* stack.h */
#ifndef STACK_H
#define STACK_H
extern void push(char);
extern char pop(void);
extern int is_empty(void);
#endif
/* main.c */
#include <stdio.h>
#include "stack.h"
int main(void)
{
        push('a');
        return 0;
}

    目录结构为:

    |–main.c

    |–stack

       |–is_empty.c

       |–pop.c

       |–push.c

       |–stack.c

       |–stack.h

 

  组成共享库的目标文件一般的目标文件有所不同,在编译时要加-fPIC选项,例:

$ gcc -c -g stack/stack.c stack/push.c stack/pop.c stack/is_empty.c

  【实际以上命令在运行时并没有生成共享库,详见《链接(extern、static关键词\头文件\静态库\共享库)》】

  -fPIC生成的目标文件一般的目标文件有什么不同呢?下面就来分析这个问题。

  一般的目标文件称为Relocatable,在链接时可以把目标文件中各段的地址做重定位,重定位需要修改指令。我们先不加-fPIC选项生成目标文件:

  

$ gcc -c -g stack/stack.c stack/push.c stack/pop.c stack/is_empty.c

  反汇编查看push.o

  

  指令中凡是用到stack和top的地址都用0x0表示,准备在重定位时修改,再看readelf输出的.rel.text段的信息:

  

  标出了指令中有四处需要在重定位时修改。下面编译链接成可执行文件之后再做反汇编分析:

  

  原来指令中的0x0被修改成了0x804a010和0x804a040,这样做了重定位之后,各段的加载地址就定死了,因为在指令中使用了绝对地址。

  现在看用-fPIC编译生成的目标文件有什么不同:

  

  

  指令中用到的stack和top的地址不再以0x0表示,而是以0x0(%ebx表示),但其中还留有0x0准备做进一步修改。再看readelf输出的.rel.text段:

  

  (以下为实验结果:

  

  )

  top和stack对应的记录类型不再是R_386_32了,而是R_386_GOT32,有什么区别呢?我们先编译生成共享库再做反汇编分析:

  

  

  和先前的结果不同,指令中的0x0(%ebX)修改成-0xc(%ebX)和-0x8(%ebX),而不是修改成绝对地址,所以共享库各段的加载地址并没有定死,可以加载到任意位置,因为指令中没有使用绝对地址,因此称为位置无关代码。另外,注意这几条指令:

  

  和先前的指令对比一下:

  

  可以发现,-0xc(%ebX)这个地址并不是变量top的地址,这个地址的内存单元中又保存了另外一个地址,这另外一个地址才是变量top的地址,所以mov -0xc(%ebX),%eax是把变量top的地址传给eax,而mov (%eaX),%eax才是从top的地址中取出top的值传给eax。lea 0x1(%eaX),%edx是把top的值加1存到edx中,如下图所示:

  

  top和stack的绝对地址保存在一个地址表中,而指令通过地址表做间接寻址,因此避免了将绝对地址写死在指令中,这也是一种避免硬编码的策略。

 

二、动态链接的过程

  现在研究一下在main.c中调用共享库的函数push是如何实现的。首先反汇编看一下main的指令:

  

  

  和静链接库不同,push函数并没有链接到可执行文件。而且call 80483d8<push@plt>这条指令调用的也不是push函数的地址。共享库是位置无关代码,在运行时可以加载到任意地址,其加载地址只有在动态链接时才能确定,所以在main函数中不可能直接通过绝对地址调用push函数,也是通过间接寻址来找push函数的。我们用gdb跟踪一下:

  

  跳转到.plt段中,现在将要执行一条jmp *0x804a008指令,我们看看0x804a008这个地址里存的是什么:

  

  原来就是下一条指令push $0x10的地址,继续跟踪下去:

  

  最终进入了动态链接器/lib/ld-linux.so.2,在其中完成动态链接的过程并调用push函数,更深入就不再深究了【原文没有深究...】直接用finish命令返回到main函数

  

  

  这时再看看0x804a008这个地址里存的是什么:

  

  动态链接器已经把Push函数的地址存在这里了,所以下次再调用push函数就可以直接从jmp *0x804a008指令跳转到它的地址,而不必再进入/lib/ld-linux.so.2做动态链接了。

大佬总结

以上是大佬教程为你收集整理的共享库 链接(extern、static关键词\头文件\静态库\共享库)全部内容,希望文章能够帮你解决共享库 链接(extern、static关键词\头文件\静态库\共享库)所遇到的程序开发问题。

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