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linux編譯動態庫之-fPIC

在生成動態庫時,常常習慣性的加上fPIC選項,fPIC有什麼作用和意義,加不加有什麼區別,這裡做下小結:

fPIC的全稱是 Position Independent Code, 用於生成位置無關程式碼。什麼是位置無關程式碼,個人理解是程式碼無絕對跳轉,跳轉都為相對跳轉。

1、不加fPIC選項

即使不加fPIC也可以生成.so檔案,但是對於原始檔有要求,例如

因為不加fPIC編譯的so必須要在載入到使用者程式的地址空間時重定向所有表目,所以在它裡面不能引用其它地方的程式碼

如下:

#include <stdio.h> int func1(int a) { printf("haha a=%d\n", 2); a++; return a; }

使用 gcc -shared -o libb3.so c.c 編譯將報錯

/usr/bin/ld: /tmp/ccCViivC.o: relocation R_X86_64_32 against `.rodata' can not be used when making a shared object; recompile with -fPIC /tmp/ccCViivC.o: could not read symbols: Bad value 將上述程式碼改為: int func1(int a) { // printf("haha a=%d\n", 2); a++; return a; }

則可以編譯通過。

對於不加 -fPIC生成的動態庫,“ 生成動態庫時假定它被載入在地址 0 處。載入時它會被載入到一個地址(base),這時要進行一次重定位(relocation),把程式碼、資料段中所有的地址加上這個 base 的值。這樣程式碼執行時就能使用正確的地址了。”

2、加fPIC選項

加上fPIC選項生成的動態庫,顯然是位置無關的

“這樣的程式碼本身就能被放到線性地址空間的任意位置,無需修改就能正確執行。通常的方法是獲取指令指標的值,加上一個偏移得到全域性變數/函式的地址。”

加fPIC選項的 原始檔對於,它引用的函式標頭檔案編寫有很寬鬆的尺度。

比如只需要包含個宣告的函式的標頭檔案,即使沒有相應的C檔案來實現,編譯成so庫照樣可以通過。

在記憶體引用上,加不加fPIC的異同:

加了fPIC實現真正意義上的多個程序共享so檔案。

多個程序引用同一個 PIC 動態庫時,可以共用記憶體。這一個庫在不同程序中的虛擬地址不同,但作業系統顯然會把它們對映到同一塊實體記憶體上。

對於不加-fPIC的

不加fPIC,則載入so檔案時,需要對程式碼段引用的資料物件需要重定位,重定位會修改程式碼段的內容,這就造成每個使用這個.so檔案程式碼段的程序在核心裡都會生成這個.so檔案程式碼段的copy.每個copy都不一樣,取決於這個.so檔案程式碼段和資料段記憶體對映的位置。

可見,這種方式更消耗記憶體。

但是不加fPIC編譯的 so檔案的優點是載入速度比較快。

題外話:能不能使用so庫來靜態編譯(-static)一個可執行程式,答案是否定的,會出現錯誤提示