什么是位置相关代码和位置无关代码的区别？

Question

什么是位置相关代码和位置无关代码之间的区别？

还有，我们如何使用示例实现 / 调用自己的静态和动态库？

- pinky

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很抱歉，但你可以很容易地使用搜索引擎查找相关信息。请自行进行研究。如果你有一个特定的问题在自己的研究中无法找到答案，那么再回来在这里发帖提问。 - Jonathon Reinhart

Answer 1

在早期计算机中，代码是位置相关的：每个程序都被构建为加载到特定地址并从该地址运行。为了同时使用多个独立程序运行多个作业，操作员必须仔细安排这些作业，以确保没有两个同时运行的作业需要相同的加载地址来运行程序。

例如，如果工资单程序和应收账款程序都被构建为在32K地址运行，则操作员无法同时运行两者。有时，操作员会保留多个程序版本，每个版本针对不同的加载地址进行构建，以扩大可选项。

为了使事情更加灵活，发明了位置无关代码。位置无关代码可以从操作员选择加载代码的任何地址运行。位置无关代码不仅被用于协调用户级应用程序的工作，而且也被用于操作系统内部。

- user1999828

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现在的CPU并不是所有都直接支持位置无关代码。 - Alexey Frunze

Answer 2

位置独立代码可以在内存加载代码的任何位置正确运行。通常使用相对跳转调用函数来实现，相对跳转时，跳转地址是从代码流中的当前位置计算得出的，因此代码可能看起来像："从当前位置向后跳585个字节"或者"从该模块的基地址开始向后跳5745个字节"，而不是"跳转到0x46fae55地址"。同样，对于任何其他引用存储器地址的指令，必须相对于当前代码位置或在运行时相对于确定的基地址写入。

由于内存管理单元（MMU）和虚拟内存地址的使用，使得位置独立代码对可执行文件几乎已经过时了。然而，共享库必须编写为位置独立代码，因为它们可以映射到可执行文件的地址空间中的任何位置。

- Lie Ryan

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同时，数据必须相对于代码位置进行访问（例如，相对于指令指针/程序计数器）。 - Alexey Frunze

@Lie Ryan，但即使有MMU，共享库仍需要位置无关代码，对吗？ - Lunar Mushrooms

@FUZxxl：我已经澄清了最后一段。 - Lie Ryan

@Lie：“使用内存管理单元（MMU）和虚拟内存地址使得可执行文件的位置无关代码几乎过时了。”我不同意。位置无关可执行文件（PIE）是增强代码安全性的一种方式，因为注入的shell代码可能对代码的位置知之甚少。 - fuz

Answer 3

为了补充Lie Ryan的回答——这不是C编程语言的问题，而是系统架构的问题。

例如，Intel x86分段式架构支持半自动位置无关加载小型.com格式可执行文件，其中操作系统可以将cs=ds=es=ss加载到2^16个不同的值。

另一方面，.exe格式引入了“重定位”，这意味着在可执行文件中有一个偏移量数组（相对于二进制加载地址），必须加上加载地址：例如。

  relocation_table:  // list of values to be modified
          0022, 0100, ...
  .text 
  0020:   xx yy 12 00      mov ax,[0x0012]   <-- the "absolute address" 0012 is
  // located at address 0022 in the binary -- that has to be added with the real 
  // location of the the "position-independent" code

- Aki Suihkonen