程序的链接——重定位

前言：继续程序的链接

之前我们说过了「符号解析」，「符号解析」的本质就是：建立定义与引用之间的联系

而「重定位」的本质就是：合并所有程序，程序中引用符号的地址修改为定义符号的绝对地址

重定位的全部流程

• 合并相同的节（数据节和代码节）

• 对「定义的符号」进行重定位

  确定「定衣的符号」在虚拟空间的绝对地址，完成这一步以后，每个全局或局部变量都可确定地址

• 对「引用符号」进行重定位

  用上述「定义符号」的绝对地址修改 .text 和 .data 节中「引用符号」的地址

链接器是如何完成重定位的

一切要从汇编阶段说起：

当程序编译完成后，汇编能够生成二进制可重定位文件。生成的可重定位文件包含两个节（IA-32）：

• .rel.text 函数
• .rel.data 数据

每一个节都是一个表，每一个表包含多个表项，每个表项的结构如下：

typedef struct {
    Elf32_Addr r_offset;
    Elf32_Word r_info;
}ELF32_Rel;

• r_offset 指出当前需要重定位的位置相对于所在节起始位置的偏移量。若重定位的是变量的位置，则所在节是 .data 节，若重定位的是函数的位置，则所在节是 .text 节

• r_info 指出当前的符号在符号表中的索引以及重定位类型。前 24 位是符号索引（r_sym），后 8 位是重定位类型（r_type，在后面会指出）

当链接器符号解析（静态）结束以后，E 集合中就有了所有目标文件。只需把需要重地位的符号修改成定义符号的地址就好了

在 IA-32 架构中有两种重定位的方式，对应着 r_type

• R_386_PC32

• R_386_32

自己这一块有一些疑惑，也不细说了。只知道有 PC 的那个就是根据 PC 重定位，没有 PC 的那个方法，就是虚拟空间的绝对地址。

最后

再完整的说一下符号静态链接的全过程

• 对每一个输入文件来说，首先判断是不是库文件。

• 如果不是库文件，就是目标文件 f。就能把目标文件放入 E 中，根据 f 中未解析符号和定义符号判断后分别放入 U、D 中

  比如说，f 中有一个未解析符号 k，如果 D 中存在对它的定义，那么就可以建立联系。如果没有就放入 U 中。

• 如果是库文件，会试图把所有 U 中的符号与库文件中的符号匹配，匹配上了就从 U 放入 D 中。并把匹配上的模块放入 E 中。一直重复直到 U D 不再变化。库文件剩下的内容直接就不管了。

• 如果往 D 中放入了一个已经存在的符号或者扫描完所有文件后 U 还是非空，则链接器会停止并报错。否则将 E 中内容经过重定位后合并，生成可执行文件

如果我真的去实现一个编译器的时候。我再完全弄懂里面的道道