二进制程序中的内存地址如何在运行时指向内存中的正确位置？

Question

根据我对编译程序（例如C程序）的理解，编译器将获取您的代码并以二进制（即目标拱的机器代码）格式输出可执行程序。

在此二进制文件中，您将具有指向内存中地址的指令，以从程序其他部分加载数据/指令。

鉴于此程序将在任意位置加载到内存中，该程序如何知道这些内存地址是什么？他们是如何设置/计算的，这是谁的工作？

[[例如，二进制文件是否仅具有占位符，表示操作系统首次将其加载到内存中时所取代的内存位置？

如果它需要动态加载共享库，它将如何计算出该存储库的位置？

“虚拟记忆”如何发挥作用？ （如果有的话）

Answer 1

程序如何知道这些内存地址是什么？

程序（及其作者）不知道

what内存地址在加载到计算机内存中时的地址，它仅相对于段的开头知道

where占位符。这就是为什么编译器为每个此类占位符随附relocation record。重定位是一条信息，告诉操作系统或链接器

重定位地址在哪里（它在代码或数据段中的偏移量）

它在哪个段中
1. 它指的是哪个段或符号
2. 该地址应采用哪种搬迁方式

请考虑以下Windows Portable可执行程序的简单代码或源代码：

[.text]
Main:NOP
     LEA ESI,[Mem]
     ; more instructions 
[.data]
     DB "Some data"
Mem: DB "Other data"

将转换为机器指令和存储器数据：

|[.text]                   |[.text]
|00000000:90               |Main:NOP
|00000001:8D35[09000000]   |     LEA ESI,[Mem]
|00000007:                 |     ; more instructions
|[.data]                   |[.data]
|00000000:536F6D6520646174~|     DB "Some data"
|00000009:4F74686572206461~|Mem: DB "Other data"

编译器不知道Mem的虚拟地址，它只知道它位于0x00000009段的开头的.data个字节，因此它将这个临时编号放入LEA ESI,[Mem]的操作代码中并创建相对于段.text的占位符的重定位（位于段0x00000003中的偏移.data处）。

在链接时，链接程序决定将.text段加载到虚拟地址0x00401000，将其加载到VA .data的0x00402000段。然后，链接器读取重定位记录并通过添加0x00402000来修改占位符。然后，链接的可执行文件中的指令LEA ESI,[Mem]将为8D3509204000，这是Mem的最终固定虚拟地址。我们将能够在运行时在调试器中看到该地址。
在链接的可执行文件（16位DOS MZ或Windows PE）中也存在重定位，以防无法在链接时假定的虚拟映像库地址处加载重定位。在Linux中链接SO库更加复杂，请参见http://www.skyfree.org/linux/references/ELF_Format.pdf中的
2动态链接章

Answer 2