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[操作系统]了解动态链接(四)—— 延迟绑定


基本思想是当函数第一次被调用时才进行绑定,所谓绑定就是符号查找和地址重定位。对于一些错误处理函数或不常用的功能函数,可能就避免了“绑定浪费”。采用延迟绑定,能加快程序的启动速度,特别有利于一些大型程序。

当函数第一次被调用时,由动态链接器完成地址绑定工作。他必须知道地址绑定发生在哪个模块的哪个函数,并且要有一个完成绑定工作的函数。

具体实现时,调用某个外部函数要先跳转到 PLT,再跳转到 GOT 得到外部函数地址。每个外部函数都在 PLT 表中有一个相应的项。比如:

1 bar@plt:2  jmp *(bar@GOT)3  push n4  push moduleID5  jump _dl_runtime_resolve

第一条指令跳转 bar@GOT,此时 bar@GOT 中保存的是上面代码中的第二条指令“push n”的地址,所以又跳转回来。两条 push 指令分别将符号在重定位表中的下标和模块 ID 入栈,然后调用动态链接器的 _dl_runtime_resolve 函数来完成符号查找和地址重定位,最后将 bar 函数的真正地址填入 bar@GOT。当再次调用 bar@plt 时,第一条 jmp 指令就可以经由 bar@GOT 直接跳转到 bar 函数,而无需再做重定位了。

在具体实现时,ELF 将保存外部函数地址的 GOT 剥离出来,放到 .got.plt 中。.got.plt 的前三项特殊:

  • 第一项保存“.dynamic”的地址;
  • 第二项保存本模块的 ID;
  • 第三项保存 _dl_runtime_resolve 的地址

所以上面的 bar@plt 可以这样:

1 bar@plt:2  jmp *(bar@GOT)3  push n4  push *(GOT + 4)5  jump *(GOT + 8)

因为最后两条指令对于每个 plt 项都一样,为了避免代码重复,将这两条指令提出来,放到 PLT0。所以 bar@plt 实际上是这样:

1 PLT0:2  push *(GOT + 4)3  jump *(GOT + 8)4  …5 bar@plt:6  jmp *(bar@GOT)7  push n8  jmp PLT0

学习资料: 《程序员的自我修养——链接、装载和库》