前言

本篇博客我們來認識下庫方面的知識

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? 文章專欄：Linux

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目錄

1.什么是庫

2.靜態庫

2.1靜態庫的生成

2.2靜態庫的使用

3.動態庫

3.1動態庫?成

3.2動態庫的使用

3.3庫運?搜索路徑

4.目標文件

5.ELF文件

6.ELF從形成到加載輪廓

6.1ELF形成可執行文件

6.2ELF可執??件加載

7.理解連接與加載

7.1靜態鏈接

7.2ELF加載與進程地址空間

7.2.1虛擬地址/邏輯地址

7.2.2重新理解進程虛擬地址空間

7.3動態鏈接與動態庫加載

7.3.1進程如何看到動態庫

7.3.2進程間如何共享庫的

7.3.3動態鏈接

7.3.4全局偏移量表GOT(global offset table)

8.總結

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1.什么是庫

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2.靜態庫

$ ar -tv libmystdio.a

rw-rw-r-- 1000/1000 2848 Oct 29 14:35 2024 my_stdio.o

rw-rw-r-- 1000/1000 1272 Oct 29 14:35 2024 my_string.o

2.2靜態庫的使用

// 任意?錄下，新建

// main.c，引?庫頭?件

#include "my_stdio.h"

#include "my_string.h"

#include <stdio.h>

int main()

{

const char *s = "abcdefg";

printf("%s: %d\n", s, my_strlen(s));

mFILE *fp = mfopen("./log.txt", "a");

if(fp == NULL) return 1;

mfwrite(s, my_strlen(s), fp);

mfwrite(s, my_strlen(s), fp);

mfwrite(s, my_strlen(s), fp);

mfclose(fp);

return 0;

}

// 場景1：頭?件和庫?件安裝到系統路徑下

$ gcc main.c -lmystdio

// 場景2：頭?件和庫?件和我們??的源?件在同?個路徑下

$ gcc main.c -L. -lmymath

// 場景3：頭?件和庫?件有??的獨?路徑

$ gcc main.c -I頭?件路徑 -L庫?件路徑 -lmymath

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3.動態庫

3.1動態庫?成

// Makefile

libmystdio.so:my_stdio.o my_string.o

gcc -o $@ $^ -shared

%.o:%.c

gcc -fPIC -c $<

.PHONY:clean

clean:

@rm -rf *.so *.o stdc*

@echo "clean ... done"

.PHONY:output

output:

@mkdir -p stdc/include

@mkdir -p stdc/lib

@cp -f *.h stdc/include

@cp -f *.so stdc/lib

@tar -czf stdc.tgz stdc

@echo "output stdc ... done"

3.2動態庫的使用

// 場景1：頭?件和庫?件安裝到系統路徑下

$ gcc main.c -lmystdio

// 場景2：頭?件和庫?件和我們??的源?件在同?個路徑下

$ gcc main.c -L. -lmymath // 從左到右搜索-L指定的?錄

// 場景3：頭?件和庫?件有??的獨?路徑

$ gcc main.c -I頭?件路徑 -L庫?件路徑 -lmymath

$ ldd libmystdio.so // 查看庫或者可執?程序的依賴

linux-vdso.so.1 => (0x00007fffacbbf000)

libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f8917335000)

/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f8917905000)

3.3庫運?搜索路徑

問題

$ ldd a.out

linux-vdso.so.1 => (0x00007fff4d396000)

libmystdio.so => not found

libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007fa2aef30000)

/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fa2af2fe000)

為什么此刻mystdio動態庫找不到

解決方法

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4.目標文件

6.ELF從形成到加載輪廓

6.1ELF形成可執行文件

📌 注意：

實際合并是在鏈接時進?的，但是并不是這么簡單的合并，也會涉及對庫合并，此處不做

過多追究

6.2ELF可執??件加載

📌 為什么要將section合并成為segment

Section合并的主要原因是為了減少??碎?，提?內存使?效率。如果不進?合并，

假設????為4096字節（內存塊基本??，加載，管理的基本單位），如果.text部分

為4097字節，.init部分為512字節，那么它們將占?3個??，?合并后，它們只需2個

??。

此外，操作系統在加載程序時，會將具有相同屬性的section合并成?個?的

segment，這樣就可以實現不同的訪問權限，從?優化內存管理和權限訪問控制。

7.2ELF加載與進程地址空間

7.2.1虛擬地址/邏輯地址

7.3動態鏈接與動態庫加載

7.3.1進程如何看到動態庫

7.3.2進程間如何共享庫的

7.3.3動態鏈接

ldd main.exe

linux-vdso.so.1 => (0x00007ffefd43f000)

libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f533380b000)

/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f5333bd9000)

動態庫也是?個?件，要訪問也是要被先加載，要加載也是要被打開的

讓我們的進程找到動態庫的本質：也是?件操作，不過我們訪問庫函數，通過虛擬地址進

?跳轉訪問的，所以需要把動態庫映射到進程的地址空間中

庫已經被我們映射到了當前進程的地址空間中

庫的虛擬起始地址我們也已經知道了

庫中每?個?法的偏移量地址我們也知道

所有：訪問庫中任意?法，只需要知道庫的起始虛擬地址+?法偏移量即可定位庫中的?

法

?且：整個調?過程，是從代碼區跳轉到共享區，調?完畢在返回到代碼區，整個過程完

全在進程地址空間中進?的.

7.3.4全局偏移量表GOT(global offset table)

?注意：

也就是說，我們的程序運?之前，先把所有庫加載并映射，所有庫的起始虛擬地址都應該

提前知道

然后對我們加載到內存中的程序的庫函數調?進?地址修改，在內存中?次完成地址設置

(這個叫做加載地址重定位)

等等，修改的是代碼區？不是說代碼區在進程中是只讀的嗎？怎么修改？能修改嗎？

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8.總結

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結束語

動靜態庫相關知識總結完畢

感謝觀看！！