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Intro(DLL | SO | 静态链接库 | 动态链接库 | 程序员的自我修养–链接、装载与库(高清带完整书签版).pdf.[阅读笔记]) #

数据结构(ELF) #

readelf -S -W build/Lib.so

typedef struct elf64_shdr {
 // 段名（段名是个字符串，它位于一个叫做“.shstrtab”的字符串表。sh_name 是段名字符串在“.shstrtab”中字符串数据的偏移
 Elf64_Word sh_name;		/* Section name, index in string tbl */
 // 段的类型
 Elf64_Word sh_type;		/* Type of section */
 // 段的标志位
 Elf64_Xword sh_flags;		/* Miscellaneous section attributes */
 // 段虚拟地址2（如果该段可以被加载，则 sh_addr 为该段被加载后在进程地址空间中的虚拟地址；否则 sh_addr 为 0
 Elf64_Addr sh_addr;		/* Section virtual addr at execution */
 // 段偏移（如果该段存在于文件中,则表示该段在文件中的偏移;否则无意义。比如 sh_offset 对于 BSS 段来说就没有意义
 Elf64_Off sh_offset;		/* Section file offset */
 // 段的长度
 Elf64_Xword sh_size;		/* Size of section in bytes */
 // 段链接信息
 Elf64_Word sh_link;		/* Index of another section */
 Elf64_Word sh_info;		/* Additional section information */
 // 段地址对齐（有些段对段地址对齐有要求,比如我们假设有个段刚开始的位置包含了一个 double 变量,因为 Intel x86 系统要求浮点数的存储地址必须是本身的整数倍，
 // 也就是说保存 double 变量的地址必须是 8 字节的整数倍。这样对一个段来说，它的 sh_addr 必须是 8 的整数倍。
 // 由于地址对齐的数量都是 2 的指数倍，sh_addralign 表示是地址对齐数量中的指数，即 sh addrlign=3表示对齐为2的3次方倍，即8倍，依此类推。
 // 所以一个段的地址 sh_addr 必须满足下面的条件，即 sh addr % (2**sh addralign) = 0。 **表示指数运算。如果 sh_addralign 为 0 或 1，则表示该段没有对齐要求
 Elf64_Xword sh_addralign;	/* Section alignment */
 // 项的长度（有些段包含了一些固定大小的项，比如符号表，它包含的每个符号所占的大小都是一样的。对于这种段，sh_entsize 表示每个项的大小。如果为 0，则表示该段不包含固定大小的项
 Elf64_Xword sh_entsize;	/* Entry size if section holds table */
} Elf64_Shdr;

属性值

常量	值	含义
SHT_NULL	0	无效段
SHT_PROGBITS	1	程序段、代码段、数据段都是这种类型的
SHT_SYMTAB	2	表示该段的内容为符号表
SHT_STRTAB	3	表示该段的内容为字符串表
SHT_RELA	4	重定位表。该段包含了重定位信息，具体参考“静态地址决议和重定位”这一节
SHT_HASH	5	符号表的哈希表。见“符号表”这一节
SHT_DYNAMIC	6	动态链接信息。具体见“动态链接”一章
SHT_NOTE	7	提示性信息
SHT_NOBITS	8	表示该段在文件中没内容，比如 .bss 段
SHT_REL	9	该段包含了重定位信息，具体参考“静态地址决议和重定位”这一节
SHT_SHLIB	10	保留
SHT_DNYSYM	11	动态链接的符号表。具体见“动态链接”一章

常量	值	含义
SHF_WRITE	1	表示该段在进程空间中可写
SHF_ALLOC	2	表示该段在进程空间中必须要分配空间。有些包含指示或控制信息的段不须要在进程空间中被分配空间，它们一般不会有这个标志。像代码段、数据段和 .bss 段都会有这个标志位
SHF_EXECINSTR	4	表示该段在进程空间中可以被执行，一般指代码段

sh_type	sh_link	sh_info
SHT_DYNAMIC	该段所使用的字符串表在段表中的下标	0
SHT_HASH	该段所使用的符号表在段表中的下标	0
SHT_REL SHT_RELA	该段所使用的相应符号表在段表中的下标	该重定位表所作用的段在段表中的下标
SHT_SYMTAB SHT_DYNSYM	操作系统相关的	操作系统相关的
other	SHN_UNDEF	0

// readelf -p .shstrtab build/Lib.so

String dump of section '.shstrtab':
[ 1] .symtab
[ 9] .strtab
[ 11] .shstrtab
[ 1b] .note.gnu.build-id
[ 2e] .gnu.hash
[ 38] .dynsym
[ 40] .dynstr
[ 48] .gnu.version
[ 55] .gnu.version_r
[ 64] .rel.dyn
[ 6d] .rel.plt
[ 76] .init
[ 7c] .plt.got
[ 85] .text
[ 8b] .fini
[ 91] .rodata
[ 99] .eh_frame_hdr
[ a7] .eh_frame
[ b1] .init_array
[ bd] .fini_array
[ c9] .dynamic
[ d2] ...

// readelf -p .strtab build/Lib.so

String dump of section '.strtab':
[ 1] crtstuff.c
[ 21] __do_global_dtors_aux
[ 43] __do_global_dtors_aux_fini_array_entry
[ 76] __frame_dummy_init_array_entry
[ 95] Lib.c
[ 9b] __FRAME_END__
[ a9] __x86.get_pc_thunk.bx
[ bf] _fini
[ c5] __x86.get_pc_thunk.dx
[ db] __dso_handle
[ e8] _DYNAMIC
[ f1] __GNU_EH_FRAME_HDR
[ 104] __TMC_END__
[ 110] _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
[ 126] _init
[ 12c] _ITM_deregisterTMCloneTable
[ 148] printf@GLIBC_2.0
[ 159] foobar
[ 160] __cxa_finalize@GLIBC_2.1.3
[ 17b] puts@GLIBC_2.0
[ 18a] __gmon_start__
[ 199] _ITM_registerTMCloneTable

// readelf -p .dynstr -W build/Lib.so

String dump of section '.dynstr':
 [ 1] __gmon_start__
 [ 10] _ITM_deregisterTMCloneTable
 [ 2c] _ITM_registerTMCloneTable
 [ 46] __cxa_finalize
 [ 55] foobar
 [ 5c] printf
 [ 63] puts
 [ 68] libc.so.6
 [ 72] GLIBC_2.1.3
 [ 7e] GLIBC_2.0

readelf --syms -W build/Lib.so，这个也会将动态符号表读取出来
readelf --dyn-syms -W build/Lib.so、readelf -sD -W build/Lib.so，动态符号表

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Intro(Linux共享库，静态库，动态链接库) #

介绍 #

程序函数库可分为3种类型：静态函数库（static libraries）、共享函数库（shared libraries）、动态加载函数库（dynamically loaded libraries):
1. 静态函数库，是在程序执行前就加入到目标程序中去了；
2. 动态函数库同共享函数库是一个东西（在linux上叫共享对象库，文件后缀是.so ，windows上叫动态加载函数库，文件后缀是.dll）
linux中命名系统的共享库的规则

代码实现 #

/* libhello.c - demonstrate library use. */
#include <stdio.h>

void hello(void) {
 printf("Hello, library world.\n");
}

/* libhello.h - demonstrate library use. */

void hello(void);

/* demo_use.c -- demonstrate direct use of the "hello" routine */
#include "libhello.h"

int main(void) {
 hello();
 return 0;
}

# Static library demo

# Create static library's object file, libhello-static.o.
# I'm using the name libhello-static to clearly
# differentiate the static library from the
# dynamic library examples, but you don't need to use
# "-static" in the names of your
# object files or static libraries.

# -Wall: 这个选项会开启编译器的所有警告信息。它告诉编译器在编译过程中显示尽可能多的警告，帮助开发者发现潜在的问题。
# -g: 这个选项生成用于调试的额外信息，包括源代码中的行号、变量名称等。这些信息会被包含在目标文件中，便于调试程序。
# -c: 这个选项告诉编译器只进行编译，而不进行链接。它会将源文件编译成目标文件，但不会生成可执行文件。
gcc -Wall -g -c -o libhello-static.o libhello.c

# Create static library.
ar rcs libhello-static.a libhello-static.o

# At this point we could just copy libhello-static.a
# somewhere else to use it.
# For demo purposes, we'll just keep the library
# in the current directory.

# Compile demo_use program file.

gcc -Wall -g -c demo_use.c -o demo_use.o

# Create demo_use program; -L. causes "." to be searched during
# creation of the program. Note that this command causes
# the relevant object file in libhello-static.a to be
# incorporated into file demo_use_static.

# -L.: 这个选项告诉链接器在当前目录 (.) 中查找库文件。
# -lhello-static: 这个选项告诉链接器要链接名为 libhello-static.a 或 libhello-static.so 的库文件。
gcc -g -o demo_use_static demo_use.o -L. -lhello-static

# Execute the program.

./demo_use_static

static 中删除中间对象，比如rm -f libhello-static.a libhello-static.o 后，编译出来的 demo_use_static也可以正常执行。

ar 归档工具的作用就是将多个.o文件压缩到一个.a文件中(包括一些额外的元信息)。方便使用 -l 对.a、.o文件进行链接。
⫸ 如果只有单个.o文件的话，直接链接，不使用任何参数：gcc -g -o main demo_use.o libhello-static.o

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