笔记 —— 《程序员的自我修养：链接，装载和库》 之 静态链接
正如康斯坦丁·斯坦尼斯拉夫斯基的《演员的自我修养》，作为一个有专业素养的程序员，应该对程序的运行有所了解，知其原理，了其规则。
第六章 —— 可执行文件的装载与进程
装载 –> 简单理解为把程序段和数据段装载进入内存，使得执行路径在执行时，所需要的程序和数据都正确处于内存中。
装载方式
覆盖装入 （程序员负责执行路径装载模块的操作） – 淘汰
页映射 - 装载替换 - 局部性原 理
从操作系统的角度看待，进程最关键的特征是它有自己的独立的虚拟地址空间，这使得它有别于别的进程。
进程的创建 – 创建一个独立的虚拟地址空间 -> 读取可执行文件头，建立映射关系 -> 将CPU指令寄存器设置成可执行文件的入口地址，运行
堆和栈
C - malloc() 分配堆
栈 -> 也叫堆栈，每个线程都有自己的堆栈
第七章 —— 动态链接
静态链接的问题
- 空间浪费
无法进行代码共享，内存中同一份代码存在多处。
- 更新困难
一处模块更新，整个链接程序都要更新
动态链接
核心思想： 模块拆分 + 链接过程推迟到运行时 + 分模块链接
优点： 代码共享 + 运行时动态加载程序模块（此即为插件） —> 只需要规定好程序的接口，他人即可按照这种接口标准来编写符合接口要求的动态链接文件
DLL HELL: 早期 Windows，接口不兼容导致的模块更新后程序报错 —> 缺少一种有效的共享库版本管理机制
Linx - .so 文件 动态共享对象
Windows - .dll 动态链接库
共享对象最终在进程虚拟空间中的地址，在编译期是不确定的，在装载时才进行分配计算。
1.- gcc - shared 装载时重定位– 可以解决动态模块中有绝对地址引用的问题，但指令无法在多个进程之间共享，使得无法做到代码共享。
2.- gcc -fPIC 地址无关码 ==> 简单理解为把动态模块中需要改变地址的那部分，单独抽离出来放到了数据块，然后在每一个进程里都保留了一份备份。
动态链接器优化：延迟绑定（PLT ）- 函数第一次用到时才进行绑定（符号查找、重定位）
动态链接步骤：
-
启动动态链接器本身
-
装载所有需要的共享对象
-
重定位 + 初始化
动态链接器
本身也是一个共享对象
它的重定位工作由自己完成。
动态链接器本身不可以依赖任何其他的共享对象，不可以使用任何库、运行库。 —> 自举启动
显示运行时链接（运行时加载）
第九章 —— Windows下的动态链接
DLL : Windows 下的DLL和EXE本质上都是具有PE格式的二进制文件。DLL的扩展名除了DLL，也可能是.ocx 或者是.CPL
早期16bit的Windows，所有应用程序共享内存空间，没有进程隔离，DLL一旦装载所有程序都可以访问。
从32bit的Windows开始，开始支持进程独立空间。一个DLL在不同的进程空间中拥有不同的私有数据副本。这类似于Linux下的地址无关码处理解决方案。
基地址 / 相对地址
由于Windows中DLL内的代码段和数据段并不是地址无关的，而是在ＩｍａｇｅＢａｓｅ中指定了基地址，后续优先使用这个入口地址，再考虑换用其他地址，并进行ｒｅｂａｓｅ，调整其他地址。
装载时重定位 - 调整所有的相对地址。
exe默认不支持装载时重定位，因为它一般都是进程启动时第一个被装载的程序，也就是进程虚拟空间基本上应该都是空的，但DLL就需要支持装载时重定位了。
这种策略比Linxu的地址无关码要快一些，但是空间上更加浪费，空间换时间。
DLL中的数据段有两个，一个是可以在进程之间共享的数据段，一个是私有的数据段。（但共享数据段应该尽可能避免使用，因为并不安全。其他低权限危险进程可以破坏该段共享数据，从而影响其他进程）
程序使用DLL的过程其实就是引用DLL中的导出函数和符号的过程，这个过程其实就是导入。
.lib –> 导入库，描述.dll中的导出符号，供.obj文件链接.dll文件时使用，最终生成.exe文件。
定义导出符号/函数，使用_declspec(dllexport) 或 .def 文件单独声明。
WINAPI - 以DLL的形式提供，其中出现大量的符号导出，供外部exe使用，这些都是使用.def进行声明，方便进行命名管理。
Windows的系统调用很多由DLL提供，所以系统单独划分出一大块区域，用于映射常用的系统DLL，从而做到在使用时不需要重新进行装载时重定位基址。
DLL绑定 - 导出函数地址的记录 （时间戳验证更新）
COM - Component Object Model - 组件对象模型，用来解决程序开发过程中迭代产生的兼容性问题。DLL若使用C++编写，在升级覆盖上会存在诸多问题，因为C++标准只规定了语言层面的限制，而对二进制级别的却没有任何限制。 ==> 《COM本质论》
DLL HELL
- 旧版本的dll替代了新版本的dll引起
- 新版本的dll无意发生改变
- 新版本的dll含有bug
解决
- 静态链接 - 编译链接期链接，避免运行期依赖dll
- 防止DLL覆盖 （Windows File Protection）
- 避免DLL冲突 - 不同程序依赖不同版本的DLL ，则各自拥有dll副本
- .NET 下，一个Assembly（程序集）包含两种类型，应用程序程序（exe）集 和 库程序（dll）集。则一个程序集需要一个清单文件，即Manifest文件，描述程序集的名字，版本号和各种资源，也标注了依赖资源的描述。Manifest的形式时XML-like文件，每个DLL都有自己的Manifest文件，每个EXE也都有自己的Manifest文件。 - 从Windows XP开始，才会优先读取这个Manifiest文件。
Windows中的DLL Loader中含有一个SxS Manager (Side by Side Manager)，负责利用Manifest中关于dependency的描述，精确查找DLL并进行装载。C:\Windows\WinSxS 这是一个集中的存放SxS查找DLL的目录。