按需加载/卸载ELF部分？

Question

对于一个相当晦涩的用例，我希望有一个（大型）静态链接的Linux可执行文件，由一小段控制代码和大量的静态（只读）数据组成。为了节省内存，是否可能让加载器仅加载控制代码部分，然后手动加载所需的RO数据部分，并在处理完成后再次卸载它们？

这是否可能？

（我想文件流（在文件系统级别上）可以用来解决这个问题，但它们对我不可用（EXT3），而且分发会很棘手，因为数据流很容易丢失。）

- Magnus

Answer 1

很可能这个已经为你解决了。

当然，真正的答案会依赖于系统，但是一般来说，现代操作系统（特别是Linux）对可执行文件使用需求分页技术，所以不会为你没有引用的ELF文件部分分配任何RAM。

- Idelic

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是的，那正是我所期望的，但是我还需要在完成后从RAM中清除页面。不幸的是，我正在使用的系统上没有虚拟内存，因此依靠该机制来释放RAM是不可用的。 - Magnus

可执行页面在需要更多页面时将自动取消映射。Linux始终实现某种虚拟内存，您可以将可执行文件视为只读交换文件。 - karunski

Answer 2

有些答案有点误导人，因为它们暗示整个二进制文件将被映射。不，那是错误的。并不是所有内容都会被映射！

证明：

$ cat /proc/self/maps
**08048000**-08052000 r-xp 00000000 08:03 78433      /bin/cat
**08052000**-08053000 rw-p 0000a000 08:03 78433      /bin/cat
...

这是唯一两个将被映射的部分。为什么？因为它们是唯一具有DT_LOAD类型的部分：

$ readelf -l /bin/cat

Elf file type is EXEC (Executable file)
Entry point 0x8049cf8
There are 8 program headers, starting at offset 52

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
  PHDR           0x000034 0x08048034 0x08048034 0x00100 0x00100 R E 0x4
  INTERP         0x000134 0x08048134 0x08048134 0x00013 0x00013 R   0x1
      [Requesting program interpreter: /lib/ld-linux.so.2]
  LOAD           0x000000 **0x08048000** 0x08048000 0x09ba0 0x09ba0 R E 0x1000  <<
  LOAD           0x00a000 **0x08052000** 0x08052000 0x00228 0x00804 RW  0x1000  <<
  DYNAMIC        0x00a014 0x08052014 0x08052014 0x000c8 0x000c8 RW  0x4
  NOTE           0x000148 0x08048148 0x08048148 0x00044 0x00044 R   0x4
  GNU_EH_FRAME   0x008c48 0x08050c48 0x08050c48 0x002a4 0x002a4 R   0x4
  GNU_STACK      0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00000 0x00000 RW  0x4

你还会注意到虚拟地址与ELF文件中定义的相同。

实际上，你只能访问文件的前40 KiB（0x8052000-0x8048000 = 40960字节）。这足以获取ELF头文件，但你将无法访问DWARF .debug头文件，更不用说字符串表（.strtab）了。

如果你想要访问所有的ELF部分，最简单的方法就是映射整个文件。

- asdf

Answer 3

不要将你的 blob 链接到二进制文件中，而是将它们附加到其中。它们不会被映射，但你可以在需要时读取或映射它们。

- Alexey Feldgendler

Answer 4

不，如果它是ELF文件的一部分，它将被映射。我不确定ELF的细节，但如果这是一个PE文件，你可以简单地将你添加的数据附加到PE文件的末尾，超出PE结构。在Windows中，不属于PE结构的数据不会被映射到内存中。我认为在ELF中也存在同样的情况。

- Daniel Goldberg

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嗯，我猜我在这里走向了一个不同的方向，但是你可能已经猜到了，我的可用RAM有限。将整个文件映射到内存中会导致使用等量的RAM吗？还是只有文本段（代码）会被实际加载到RAM中（按需加载）？ - Magnus