深入理解LINUX下動態庫鏈接器/加載器ld-linux.so.2

最近在Linux 環境下開發，搞了好幾天 Compiler 和 linker，覺得有必要來寫一篇關於Linux環境下 ld.so的文章了，google上搜索了很多相關介紹性的文檔，發現國內百度上卻很少有相關類文檔，覺得有必要來梳理一下：

ld-linux.so.2 是linux下的動態庫加載器/鏈接器，這篇文章主要來講一下 ld-linux.so.2 是如何和Linux 以及相關應用打交道的。

1. 什麼是 ld.linux.so ? 

很多現代應用都是通過動態編譯鏈接的，當一個 需要動態鏈接 的應用被操作系統加載時，系統必須要 定位 然後 加載它所需要的所有動態庫文件。 在Linux環境下，這項工作是由ld-linux.so.2來負責完成的，我們可以通過 ldd 命令來查看一個 應用需要哪些依賴的動態庫:

$ ldd `which ls`
      linux-gate.so.1 =>  (0xb7fff000)
      librt.so.1 => /lib/librt.so.1 (0x00b98000)
      libacl.so.1 => /lib/libacl.so.1 (0x00769000)
      libselinux.so.1 => /lib/libselinux.so.1 (0x00642000)
      libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x007b2000)
      libpthread.so.0 => /lib/libpthread.so.0 (0x00920000)
      /lib/ld-linux.so.2 (0x00795000)
      libattr.so.1 => /lib/libattr.so.1 (0x00762000)
      libdl.so.2 => /lib/libdl.so.2 (0x0091a000)
      libsepol.so.1 => /lib/libsepol.so.1 (0x0065b000)

當最常見的ls小程序加載時，操作系統會將 控制權 交給 ld-linux.so 而不是 交給程序正常的進入地址。 ld-linux.so.2 會尋找然後加載所有需要的庫文件，然後再將控制權交給應用的起始入口。

上面的ls在啓動時，就需要ld-linux.so加載器將所有的動態庫加載後然後再將控制權移交給ls程序的入口。

ld-linux.so.2 man page給我們更高一層的全局介紹， 它是在 鏈接器（通常是ld）在運行狀態下的部件，用來定位和加載動態庫到應用的運行地址（或者是運行內存）當中去。通常，動態鏈接是 在連接階段當中 隱式指定的。 gcc -W1 options -L/path/included -lxxx 會將 options 傳遞到ld 然後指定相應的動態庫加載。 ELF 文件提供了相應的加載信息， GCC包含了一個特殊的 ELF 頭： INTERP， 這個 INTERP指定了 加載器的路徑，我們可以用readelf 來查看相應的程序

$ readelf -l a.out

Elf file type is EXEC (Executable file)
Entry point 0x8048310
There are 9 program headers, starting at offset 52

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
  PHDR           0x000034 0x08048034 0x08048034 0x00120 0x00120 R E 0x4
  INTERP         0x000154 0x08048154 0x08048154 0x00013 0x00013 R   0x1
      [Requesting program interpreter: /lib/ld-linux.so.2]
  LOAD           0x000000 0x08048000 0x08048000 0x004cc 0x004cc R E 0x1000
  LOAD           0x000f0c 0x08049f0c 0x08049f0c 0x0010c 0x00110 RW  0x1000
. . .

ELF 規格要求，假如 PT_INTERP 存在的話，操作系統必須創建這個 interpreter文件的運行映射，而不是這個程序本身， 控制權會交給這個interpreter，用來定位和加載所有的動態庫，