有关共享库的问题

Question

我对共享库有一些疑问

1. 运行二进制文件时，谁将加载共享库取决于共享库（.so）？

2. 共享库在哪里加载？

3. 如果共享库已经加载并且我运行二进制文件取决于加载的库，在这种情况下共享库将要加载，或者二进制文件将使用加载的库？

Answer 1

运行二进制文件时，谁将加载共享库取决于共享库（.so）？

当您exec使用二进制文件时，Linux内核将读取文件的elf标头。所有动态链接的ELF文件/lib/ld-linux.so.2（运行时动态链接器）已.interp在ELF文件的程序头（解释器）中注册。存在解释器时，Linux内核将加载解释器的ELF（通过根据其标头将其映射到内存中），并跳入其入口点。

运行时动态链接器将读取您的动态链接程序，找到所有需要的共享库并将它们加载到内存中（再次使用mmapELF标头中的和信息）。

共享库在哪里加载？

在运行时库搜索路径（$LD_LIBRARY_PATH和/etc/ld.so.conf）中列出的所有目录中搜索共享库。

用于加载每个库的内存地址由确定ld-linux.so.2（并且可能由内核确定，例如，将起始地址随机化）。

库加载的实际代码在glibc中，elf/rtld.c文件为http://fxr.watson.org/fxr/source/elf/rtld.c?v=GLIBC27#L1731：

 1731   /* Load all the libraries specified by DT_NEEDED entries. ....  */
 1735   _dl_map_object_deps (main_map, preloads, npreloads, mode == trace, 0);

然后，链接器将在对象文件之间连接符号引用（重定位过程，如果懒惰绑定处于活动状态，则有时在实际引用符号时完成）。

如果共享库已经加载并且我运行二进制文件取决于加载的库，在这种情况下共享库将要加载，或者二进制文件将使用加载的库？

您应该知道如何mmap使用文件。硬盘（HDD或SSD）上存储了文件，应将其加载到内存中才能执行。链接器不会mmap整个库文件；仅包含库数据和代码的部分。另外，mmap系统调用是惰性的，它不会将所有请求的文件片段都加载到内存中，而只是记住相应的虚拟页面和文件偏移量。首次访问虚拟页面时，pagefault将发生（主要页面故障），并且将从HDD中读取文件的一部分（Linux可能会从磁盘加载更多页面；还有一些预取程序，它们会在引导过程的早期将库读取到内存中）。

如果多个进程mmap使用同一个文件，则将使用写时复制机制。这意味着：如果仅读取内存页面，则将有一个物理页面。几个虚拟页面将被映射到它；所有这些都带有不允许的“写”访问权限。对于页面上的每个写访问，将执行复制（通过次要pagefault），如果将原始物理页面复制到新的物理页面中，则将完成复制；并且将为进行写访问的进程更改映射。从pagefault中断返回后，将重新启动写指令，将操作写入到自己的页面副本中。

共享库的大多数可执行代码未写入，因此在所有进程之间共享。数据段（.data，.bss，.tdata，.bss）将不会共享，因为有写入操作。重定位也会取消共享某些页面。