关于Windows下动态链接库的代码地址无关

C++语言 码拜 8年前 (2017-04-29) 2187次浏览
查了很多资料,网上能参考的真实太少了。
《程序员的自本人修养》里面明确了Linux下跨跨模块调用函数或访问数据,使用GOT实现地址无关。
具体的就是调用某一个函数前,找到GOT中对应项,然后跳转到对应项中保存的目标地址,该目标地址是在动态链接器链接时
填充的,GOT放在数据段,故能够做到地址无关,多个程序共享同一份代码指令。
但是DLL为什么不行呢?

书上看到,在调用导入函数的时候,使用的指令中的目标地址是常量,即是函数在导入地址表中的项,然后间接跳转。
但是本人比较笨,看不出来为什么DLL要将目标地址写成常量呢?不能在静态库链接时将符号写入地址表,然后动态链接时改写对应的导入符号的目标地址,这样本人调用符号的时候,不是可以直接在导入地址表中找到函数对应的项,然后间接跳转吗?
想不通。而且这样的话,岂不是做不到DLL共享?那么windows下DLL岂不是少了 节省内存 这个大优势吗?

解决方案

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Dll里保存各个导出函数的地址都是相对偏移地址,其在内存中的最终地址由加载器加载到内存,并映射到可执行文件的指定的虚拟内存空间中的地址确定。
例如dll加载到内存并映射到exe程序的虚拟地址0x800000,那么dll的某导出函数的偏移为0x1000,那么执行导出函数的虚拟地址就是0x801000

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VMMap 是进程虚拟和物理内存分析实用工具。http://technet.microsoft.com/zh-cn/sysinternals/dd535533

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DLL导入表中地址是相对地址,DLL实际在不同程序中的加载的地址可能不同的,原因是地址可能已经被用,DLL中会有一个建议的地址,假如不能加载到这个地址,系统会重新选一个合适的地址,然后修改重定位表中的数据

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dll 早期Windows dll ,用int 20h 指令实现跳转到函数的
int 20h 指令后面是一个索引之类的东西。
当,函数第一次调用的实话哦,int 20指令,根据指令后面的数字,找到对应的函数地址
然后,改写int 20h指令 为函数真实地址,
以后调用此函数(第一次要查找函数内存地址),直接跳转到 加载后的内存地址。
不知道现在还用不用这么做,还是DLL一旦加载,就定位DLL地址。

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实际上,Windows的DLL,相当一部分,至少Windows 3大模块,
内存地址是固定的,不需要重定位了,每个进程中,这些模块,都是使用的同一个内存地址
Windows  DLL 32Bits,16BIts,在VC的编译选项中
有一个 入口地址设定
在不和其他模块产生地址冲突的情况下,
全部函数都不需要重定位,直接call 或jump 到导出表指定的内存,就可以执行了
假如有冲突,则需要重定位

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无论怎么样,跳转(调用)指令都是需要的
跳转(调用)指令需要一个具体的地址,而不是编号。
所以所谓地址无关,其实不过是通过一种间接方式,跳转到对应函数位置(函数地址总是需要的)。
实际上,windows 有两种表
一种是字符串类型的的函数名 索引的表格
一种是函数索引号,索引的表格
函数可以通过名导出,也可以通过索引号(一个整数)导出
这其实就可以算作不通过地址调用了
至于重定位,不过是代码的需要
代码既然加载在不同内存地址(虚拟地址),那就要保证能够调用到他,
就要保证程序中,跟地址定位有关的代码。移动到不同地址,不影响指令的运行。
重定位表本身,不是给动态库用的
全部代码中,跟(绝对)定位相关的指令,加载在不同地址,都有可能要修改一下
这就是所谓的重定位。
包括变量的地址,都可需要重定位。
要重定位的是指令,是跟指令相关的符号
不是仅仅是函数。

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MS Windows技术,
相对Linux 比较陈旧吧
改变缓慢
虽然MS对变革也很敏感,
但一般是收买或吸收,
MS 内部也许有很多创新,有很多创举
但是应用的时候,需要决策,哪些是目前可以推出的,以及要不要兼容旧的特征
不可能比较实时,推出新技术。
。MS VC 对标准的支持,可见一斑。
其实MS推出 64Bit ABI 就比较果断
ms 推出.net,C# 也比较果断
而MS, Vista,Win7,Win8,Win10 推出的也比较迅猛
Linux 不是商业项目,所以更容易接收,自主创新,
毕竟代码,都是各位大神本人编写的。
而MS主要是公司行为,决策是以公司利益为主的。

PS :本人不是高手,水平有限,高手们其实都没有发言吧

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