Linux：动态库加载、编址

一、库的概念

二、动静态库的加载

2.1绝对编址与相对编址

2.1一般程序的加载

三、动态库的加载

一、库的概念

库默认就是一个磁盘级文件，所以在执行代码时，库和可执行程序都会被加载到内存中，从原理上，库函数的调用依旧是在进程的地址空间中进行的。动态库/共享库只需要加载一份，然后通过页表映射到不同的进程地址空间中，所以就可以做到让多个进程使用同一份代码。

而库的加载由操作系统来决定，并且对已经加载的库进行管理，也就是先描述再组织。

和管理进程时类似，对加载进来的库的管理也可以转变为对链表的增删查改。

每个可执行程序都是有自己的格式信息的，即使可执行程序没有加载到内存中，我们的可执行程序中就有地址，可执行程序在没有被加载之前，也已经基本按照类别（比如权限，访问属性等）已经将可执行程序划分为各个区域了。

我们在创建一个进程，执行一个进程时，我们是如何对进程地址空间进行划分处理，去加载代码和数据的呢？操作系统是怎么知道该开辟多大空间怎么划分的呢？

我们进程地址空间里面的很多地址数据，是从要执行的可执行程序中来的。

二、动静态库的加载

2.1绝对编址与相对编址

可执行代码与数据如果从上到下从前到后进行连续的编址，这种方式称为绝对编址，也就是所谓的平坦模式。

如果我们将数据区与代码区分开，代码区从0开始，数据区从0开始，使用这种偏移量的方式，我们一般叫做相对地址也叫逻辑地址。

虚拟地址空间不仅仅是操作系统要遵守，编译器编译程序时也需要遵守。

2.1一般程序的加载

即使没有加载程序本身也有地址，任何一个函数经过编制就没有变量名了，每个函数都是有入口的，所以程序形成可执行程序存到磁盘中加载到内存之前，本身就有编址了，每个程序还要ELF格式的表头，表头中也会记录类似于入口地址，整个可执行程序的区域划分，和各个区域的起始地址。

最终这个东西才是一个完整的可执行程序，而它的编址方式也采用绝对编址，从上到下挨着进行编，当然我们也可以将其看作其在磁盘中的逻辑地址也就是0+0X0000。

要将可执行程序加载到内存首先要创建一个进程，首先创建task_struct即PCB进程控制块，然后加载进程地址空间，而进程地址空间mm_strucr是从可执行程序的ELF表头来加载的。所以不同的程序就有不同的正文段，已初始化未初始化的范围大小。

而cpu中存在一个寄存器CR3保存页表的起始地址，而进程地址空间可以用可执行程序本身来进行初始化，所以可执行程序的大小也决定了进程地址空间的大小，然后将可执行程序代码加载到物理内存中，此时加载到物理内存的地址就是所谓的真实物理地址，而此时可执行程序内部的绝对编址就直接作为虚拟地址和物理地址进行映射建立页表。

而cpu寄存器中有个pc指针，也叫程序计数器，保存正在执行的下一条指令的地址，将ELF中存储的入口地址加载到pc指针，cpu中还有指令寄存器，经过MMU加页表将虚拟地址转换为物理地址，将指令读取然后去内存中查找执行。

所谓的地址空间本质是由操作系统+编译器+计算机体系结构（CPU）三者配合完成的。

所以逻辑地址和虚拟地址以及线性地址都是一个概念，物理地址则是在内存中的地址。