靜態(tài)重定位是計(jì)算機(jī)編程中的一個(gè)重要概念，它指的是在程序加載時(shí)，將程序中的符號(hào)（函數(shù)名、全局變量等）綁定到實(shí)際的內(nèi)存地址上的過(guò)程。在編譯器完成編譯后，生成的可執(zhí)行文件中存儲(chǔ)了程序的二進(jìn)制代碼和相關(guān)的符號(hào)信息。而靜態(tài)重定位則是在程序運(yùn)行之前，根據(jù)實(shí)際的內(nèi)存布局，將這些符號(hào)綁定到正確的內(nèi)存地址上，以確保程序在執(zhí)行時(shí)能夠正確地訪(fǎng)問(wèn)這些符號(hào)所在的內(nèi)存位置。
靜態(tài)重定位通常在操作系統(tǒng)加載可執(zhí)行文件時(shí)發(fā)生。當(dāng)一個(gè)可執(zhí)行文件被加載到內(nèi)存中時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)解析可執(zhí)行文件的結(jié)構(gòu)，將程序的代碼段和數(shù)據(jù)段等內(nèi)容放置在合適的內(nèi)存地址上。同時(shí)，操作系統(tǒng)也會(huì)查找并解析可執(zhí)行文件中存儲(chǔ)的符號(hào)表，將其中的符號(hào)與內(nèi)存中的地址進(jìn)行綁定。
下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言程序?yàn)槔瑏?lái)具體說(shuō)明靜態(tài)重定位的過(guò)程。假設(shè)我們有以下的C語(yǔ)言程序，保存為example.c文件：
#include <stdio.h>
int globalVar = 10;
void func() {
printf("Hello, world!
");
}
int main() {
func();
printf("The value of globalVar is: %d
", globalVar);
return 0;
}
登錄后復(fù)制
我們可以通過(guò)GCC編譯器將其編譯為可執(zhí)行文件。打開(kāi)終端，進(jìn)入文件所在的目錄，輸入以下命令：
gcc -o example example.c
登錄后復(fù)制
編譯完成后，我們得到了一個(gè)名為example的可執(zhí)行文件。這個(gè)可執(zhí)行文件中包含了程序的二進(jìn)制代碼以及相關(guān)的符號(hào)信息。
接下來(lái)，我們通過(guò)objdump命令查看這個(gè)可執(zhí)行文件的內(nèi)容，輸入以下命令：
objdump -d example
登錄后復(fù)制
運(yùn)行后可以看到類(lèi)似以下的輸出：
... 0804860d <func>: 804860d: 55 push %ebp 804860e: 89 e5 mov %esp,%ebp 8048610: 83 ec 10 sub $0x10,%esp 8048613: c7 04 24 20 87 04 08 movl $0x8048720,(%esp) 804861a: e8 d1 fe ff ff call 80484f0 <puts@plt> 804861f: c9 leave 8048620: c3 ret 08048621 <main>: 8048621: 55 push %ebp 8048622: 89 e5 mov %esp,%ebp 8048624: 83 ec 10 sub $0x10,%esp 8048627: e8 e1 ff ff ff call 804860d <func> 804862c: 8d 05 fc ff ff ff lea -0x4(%ebp),%eax 8048632: 8b 00 mov (%eax),%eax 8048634: 50 push %eax 8048635: 8d 45 f4 lea -0xc(%ebp),%eax 8048638: 50 push %eax 8048639: 68 00 88 04 08 push $0x8048800 804863e: e8 7d fe ff ff call 804841e <printf@plt> 8048643: 83 c4 10 add $0x10,%esp 8048646: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 804864b: c9 leave 804864c: c3 ret ...
登錄后復(fù)制
上述代碼是通過(guò)objdump生成的可執(zhí)行文件的匯編代碼。在這段匯編代碼中，我們可以看到func函數(shù)和main函數(shù)的定義和具體實(shí)現(xiàn)。在main函數(shù)內(nèi)部，有一行代碼call 804860d c915ef6d477a95168a275e39c73b95bf，這表示程序會(huì)調(diào)用func函數(shù)。而在func函數(shù)的開(kāi)頭也有一行代碼movl $0x8048720,(%esp)，這表示程序?qū)?code>$0x8048720的值存儲(chǔ)到棧頂。
現(xiàn)在我們來(lái)分析一下這里的符號(hào)和地址的關(guān)系。在main函數(shù)中，我們需要調(diào)用func函數(shù)，而func函數(shù)的地址是0x0804860d，這個(gè)地址是與機(jī)器碼相關(guān)的實(shí)際內(nèi)存地址。在這個(gè)例子中，靜態(tài)重定位的過(guò)程就是將call指令中的804860d換成實(shí)際的內(nèi)存地址0x0804860d的過(guò)程。
運(yùn)行可執(zhí)行文件時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)讀取這個(gè)可執(zhí)行文件，將其加載到內(nèi)存中。在這個(gè)過(guò)程中，操作系統(tǒng)會(huì)找到程序中的符號(hào)和這些符號(hào)對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址，將程序與庫(kù)函數(shù)進(jìn)行鏈接，最終生成一個(gè)可執(zhí)行的進(jìn)程。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，靜態(tài)重定位完成，符號(hào)與內(nèi)存地址之間建立了正確的映射關(guān)系。
總的來(lái)說(shuō)，靜態(tài)重定位是計(jì)算機(jī)程序在加載和運(yùn)行時(shí)的重要步驟。它的目的是為了確保程序能夠正確地訪(fǎng)問(wèn)需要的符號(hào)，并將其綁定到正確的內(nèi)存地址上。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，程序能夠在運(yùn)行時(shí)正常執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。
