最近在看Linux编程的基础知识,打算对一些比较有趣的知识做一些汇总备忘,本文围绕fPIC展开,学习参考见文末。
  在Linux系统中,动态链接文件称为动态共享对象(DSO,Dynamic Shared Objects),简称共享对象,一般是以.so为扩展名的文件。在Windows系统中,则称为动态链接库(Dynamic Linking Library),很多以.dll为扩展名。这里只备忘Linux的共享对象。
    在实现一共享对象时,最一般的编译链接命令行为: 
 g++ -fPIC -shared test.cc -o lib.so
    或者是:
    g++ -fPIC test.cpp -c -o test.o
ld -shared test.o -o lib.so
    上面的命令行中-shared表明产生共享库,而-fPIC则表明使用地址无关代码。PIC:Position Independent Code.    
    Linux下编译共享库时,必须加上-fPIC参数,否则在链接时会有错误提示(有资料说AMD64的机器才会出现这种错误,但我在Inter的机器上也出现了):
/usr/bin/ld: test.o: relocation R_X86_64_32 against `a local symbol' can not be used when making a shared object; recompile with -fPIC
test.o: could not read symbols: Bad value
collect2: ld returned exit status
   如何确认一个共享对象是PIC呢?
readelf -d foo.so |grep TEXTREL 
如果上边的shell有任何输出,则说明这foo.so不是PIC。TEXTREL表示代码段重定位表地址,PIC的共享对象不会包含任何代码段重定位表。
    fPIC的目的是什么?共享对象可能会被不同的进程加载到不同的位置上,如果共享对象中的指令使用了绝对地址、外部模块地址,那么在共享对象被加载时就必须根据相关模块的加载位置对这个地址做调整,也就是修改这些地址,让它在对应进程中能正确访问,而被修改到的段就不能实现多进程共享一份物理内存,它们在每个进程中都必须有一份物理内存的拷贝。fPIC指令就是为了让使用到同一个共享对象的多个进程能尽可能多的共享物理内存,它背后把那些涉及到绝对地址、外部模块地址访问的地方都抽离出来,保证代码段的内容可以多进程相同,实现共享。
    抽离出这部分特殊的指令、地址之后,放到了一个叫做GOT(Global Offset Table)的地方,它放在数据段中,每一个进程都有独立的一份,里面的内容可能是变量的地址、函数的地址,不同进程它的内容很可能是不同的,这部分就是被隔离开的“地址相关”内容。模块被加载的时候,会把GOT表的内容填充好(在没有延迟绑定的情况下)。代码段要访问到GOT时,通过类似于window的call/pop/sub指令得到GOT对应项的地址。
    对于模块中全局变量的访问,为了解决可执行文件跟模块可能拥有同一个全局变量的问题(此时,模块内的全局变量会被覆盖为可执行文件中的全局变量),对模块中的全局变量访问也通过GOT间接访问。
    这样子,每一次访问全局变量、外部函数都需要去计算在GOT中的位置,然后再通过对应项的值访问变量、调用函数。从运行性能上来说,比装载时重定位要差点。装载时重定位就是不使用fPIC参数,代码段需要一个重定位表,在装载时修正所有特殊地址,以后运行时不需要再有GOT位置计算和间接访问。(但是,我在自己机子上测试,编译链接共享库时,没法不使用fPIC参数,可能多数系统都要求必须有fPIC)
    如果在装载时就去计算GOT的内容,那么会影响加载速度,于是就有了延迟绑定(Lazy Binding),直到用时才去填充GOT。它使用到了PLT(Procedure Linkage Table):每一项都是一小段代码,对应于本运行模块要引用的函数。函数调用时,先到这里,然后再到GOT。在函数第一次被调用时,进入PLT跳到加载器,加载器计算函数的真正地址,然后将地址写入GOT对应项,以后的调用就直接从PLT跳到GOT记录的函数位置。这样也减少了运行时多次调用多次计算GOT位置。
    PIC的共享对象也会有重定位表,数据段中的GOT、数据的绝对地址引用,这些都是需要重定位的。
  readelf -r Lib.so
  可以看到共享对象的重定位表,.rel.dyn是对数据引用的修正,.rel.plt是对函数引用的修正。
    
 
学习资料:《程序员的自我修养——链接、装载与库》

Linux共享对象之编译参数fPIC的更多相关文章

  1. Linux共享对象之编译参数fPIC(转)

    最近在看Linux编程的基础知识,打算对一些比较有趣的知识做一些汇总备忘,本文围绕fPIC展开,学习参考见文末. 在Linux系统中,动态链接文件称为动态共享对象(DSO,Dynamic Shared ...

  2. Linux共享对象之编译参数 -fPIC

    转载自:https://www.cnblogs.com/cswuyg/p/3830703.html     在Linux系统中,动态链接文件称为动态共享对象(DSO,Dynamic Shared Ob ...

  3. 软件自带依赖库还是共享对象库/为什么linux发行版之间不能有一个统一的二进制软件包标准

    接前文:Linux软件包(源码包和二进制包)及其区别和特点 在前文,我们知道了linux软件包分为源码包和二进制包两种方式,而不同的发行版之间又有着自己的二进制打包格式. 首先,软件运行依赖着各种各样 ...

  4. gcc编译参数-fPIC的一些问题

    gcc编译参数-fPIC的一些问题 (2012-07-26 15:41:08) 转载▼ 标签: linux compiler gcc -fpic it 分类: NSN_BspDriver ppc_85 ...

  5. Linux共享库、静态库、动态库详解

    1. 介绍 使用GNU的工具我们如何在Linux下创建自己的程序函数库?一个“程序函数库”简单的说就是一个文件包含了一些编译好的代码和数据,这些编译好的代码和数据可以在事后供其他的程序使用.程序函数库 ...

  6. Linux共享库两种加载方式简述

      Linux共享库两种加载方式简述  动态库技术通常能减少程序的大小,节省空间,提高效率,具有很高的灵活性,对于升级软件版本也更加容易.与静态库不同,动态库里面的函数不是执行程序本身 的一部分,而是 ...

  7. gcc编译参数-fPIC问题 `a local symbol' can not be used when making a shared object;

    gcc -shared -o hack.so hack.c/usr/bin/ld: /tmp/ccUZREwA.o: relocation R_X86_64_32 against `a local s ...

  8. linux 共享内存shm_open实现进程间大数据交互

    linux 共享内存shm_open实现进程间大数据交互 read.c #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #includ ...

  9. Flash本地共享对象 SharedObject

    以下内容是对网上一些资料的总结 Flex SharedObject 介绍(转自http://www.eb163.com/club/thread-3235-1-1.html): Flash的本地共享对象 ...

随机推荐

  1. Cocos2d-x PluginX (一)使用手册

    简介 Plugin-x是cocos2d-x最近版本中引入的特性,旨在解决第三方SDK接入的问题,最大程度的简化接入工作,增加可重用性.第一部分主要介绍PluginX如何使用,不涉及设计原理相关内容. ...

  2. HTML5 Canvas arc()函数//////////////////////(转)

    HTML5 Canvas arc()函数   实例 创建一个圆形: var c=document.getElementById("myCanvas"); var ctx=c.get ...

  3. FORM 提示保存

    修改的FORM在编译到测试环境后打开并没有修改什么数据,却提示是否保存,检查->system.form_satus 为"changed": 个人实际解决情况为:在数据块级的触 ...

  4. 获取访问者ip的方法

    package com.mi.util; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import org.apache.commons.lang3.S ...

  5. visual studio code + Nodejs + Typescritpt + angularjs2 + bootstrap 环境搭建/Elementary os

    1.apt-get update 99% waiting for headers卡住了,fix如下 sudo apt-get clean cd /var/lib/apt sudo mv lists l ...

  6. XML 与 DataSet/DataTable 互相转换实例(C#)——转载

    // <summary>      /// XML形式的字符串.XML文江转换成DataSet.DataTable格式      /// </summary>      pub ...

  7. StructureMap使用方法(转)

    终于到了题目中的MVC使用StructureMap依赖注入的配置与实现了.在ASP.Net三层架构应用中StructureMap的是最老的IOC/DI工具,也就是依赖注入,很多线上的项目都使用了Str ...

  8. CSS3响应式布局之弹性盒子

    CSS3弹性盒模型可以轻松的创建自适应浏览器流动窗口的布局或自适应字体大小的布局.同时该盒子决定了一个盒子在其他盒子的分布方式,及如何处理可用的空间. 自己写了一个弹性盒子的demo: 主要HTML代 ...

  9. 页面缩放对css的影响

    昨天发现一个上线的项目css样式明显不对,但是查看别人的电脑上的页面样式都是没问题的,于是找了半天原因,原来是我的浏览器对这个页面缩放了,导致样式问题. 发现了页面缩放会作用在同一个域名下的所有页面, ...

  10. libevent源码分析(一)

    分析libevent的源代码,我的想法的是先分析各种结构体,struct event_base.struct event,然后是event_base_new函数.event_new函数.event_a ...