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c++ - 如果在同一翻译单元中调用函数，为什么需要重定位

coder 2024-02-04 原文

所以我有两个文件，一个是我的库，一个是主程序可执行文件。 图书馆:

static int internal1(int a, int b){
  return a + b;
}

namespace {
  int internal2(int a, int b){
    return a + b;
  }
}

void external2(int qq, int zz){

}

void external(int a, int b){
  external2(a, b);
  internal1(a, b);
  internal2(a, b);
}

编译为 g++ -c -O0 -fPIC -o libtest.o libtest.cpp 和 g++ -shared -o libtest.so libtest.o

主要程序:

extern void external(int a, int b);

int main(){
  external(1, 2);
  return 0;
}

使用 g++ -O0 -L 编译。 -ltest -o 测试仪tester.cpp

现在，如果我转储 tester 的重定位信息，我会得到我期望的结果:

Relocation section '.rela.dyn' at offset 0x4d0 contains 1 entries:
  Offset          Info           Type           Sym. Value    Sym. Name + Addend
000000600a48  000100000006 R_X86_64_GLOB_DAT 0000000000000000 __gmon_start__ + 0

Relocation section '.rela.plt' at offset 0x4e8 contains 3 entries:
  Offset          Info           Type           Sym. Value    Sym. Name + Addend
000000600a68  000300000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000000 __libc_start_main + 0
000000600a70  000400000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000000 _Z8externalii + 0
000000600a78  000a00000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000400578 __gxx_personality_v0 + 0

external 在重定位列表中，因为它必须找到地址并将其放入。

但是我不明白的是，当我转储共享对象的重定位列表时，为什么我在共享对象的重定位列表上看到 external2。为什么它不像对具有内部链接的函数那样自动放入地址。

Relocation section '.rela.dyn' at offset 0x460 contains 5 entries:
  Offset          Info           Type           Sym. Value    Sym. Name + Addend
0000002007d8  000000000008 R_X86_64_RELATIVE                    00000000002007d8
000000200990  000200000006 R_X86_64_GLOB_DAT 0000000000000000 __gmon_start__ + 0
000000200998  000300000006 R_X86_64_GLOB_DAT 0000000000000000 _Jv_RegisterClasses + 0
0000002009a0  000400000006 R_X86_64_GLOB_DAT 0000000000000000 __cxa_finalize + 0
0000002009d0  000500000001 R_X86_64_64       0000000000000000 __gxx_personality_v0 + 0

Relocation section '.rela.plt' at offset 0x4d8 contains 2 entries:
  Offset          Info           Type           Sym. Value    Sym. Name + Addend
0000002009c0  000400000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000000 __cxa_finalize + 0
0000002009c8  000600000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000646 _Z9external2ii + 0

对 internal1 和 internal2 的调用不需要重定位，为什么 external2 作为外部符号意味着它现在必须做一个即使符号在同一个翻译单元中，也可以通过 GOT an plt 查找？为什么它不能像对 internal

那样进行正常的偏移调用

最佳答案

出于好奇，让我们看看当您尝试编译(甚至不链接)启用了大多数优化的相同代码时编译器会做什么。这通常会暴露编译器束手无策的情况。此外，编译器可以在 O0 中非常草率/懒惰，所以我避免过多地阅读它。

使用 -O3 -fPIC -c 编译 libtest.cpp 产生:

external2(int, int):
        ret
external(int, int):
        jmp     external2(int, int)@PLT

参见 godbolt:https://gcc.godbolt.org/z/CnRVEX

这很有趣:GCC 可以明显地分辨出 external2() 是一个空操作，但是 它仍然在 O3 下调用它 .

我们可以从中得出什么结论？调用 external2() 不一定会执行 TU 版本的 external2() 中的代码。但这怎么可能呢？ ODR 应该允许我们假设同一二进制文件中的任何 external2() 与此 TU 中的那个更差。

在C++层面确实如此，但Linux不加载C++代码。它加载小 Sprite ，小 Sprite 按照不同的规则进行游戏。这些规则之一是您可以使用 LD_PRELOAD 在可执行文件之前加载符号以拦截它们。通过在 PIC 代码中将符号设为外部，链接器将其解释为可重载符号，从而防止内联(在我的示例中)以及本地跳转(在您的示例中)。

关于c++ - 如果在同一翻译单元中调用函数，为什么需要重定位，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/55110545/

amp43codeexternalsectionc++linkerg++elflinkage

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