程序加载过程中的链接器dyld工作原理

程序加载概述

应用程序在执行之前，需要将代码和数据加载到内存中。这个过程通常由操作系统完成，在 macOS 中，负责此任务的组件是链接器 dyld（dynamic linker）。dyld 负责将应用程序的代码和数据从可执行文件加载到内存中，并解析应用程序对库的引用，将库加载到内存中。

dyld 的职责

dyld 的主要职责包括：

• 加载应用程序的可执行文件，并将其映射到虚拟地址空间。
• 加载应用程序所需的共享库，并将其映射到虚拟地址空间。
• 解析应用程序对符号的引用，并建立符号表。
• 初始化应用程序的全局变量和数据结构。
• 启动应用程序的入口函数。

dyld 的加载过程

dyld 的加载过程可以分为以下几个步骤：

1. 加载应用程序的可执行文件

dyld 首先会加载应用程序的可执行文件，并将可执行文件映射到虚拟地址空间。可执行文件通常包含应用程序的代码、数据和符号表。

2. 加载应用程序所需的共享库

dyld 会根据应用程序的依赖关系，加载应用程序所需的共享库。共享库通常包含应用程序需要使用的函数和数据。

3. 解析应用程序对符号的引用

dyld 会解析应用程序对符号的引用，并建立符号表。符号表包含应用程序中所有符号的地址和名称。

4. 初始化应用程序的全局变量和数据结构

dyld 会初始化应用程序的全局变量和数据结构。全局变量和数据结构通常存储应用程序的配置信息和运行时状态。

5. 启动应用程序的入口函数

dyld 最后会启动应用程序的入口函数。入口函数通常是应用程序的主函数，它负责初始化应用程序并启动应用程序的运行。

虚拟地址空间的管理

dyld 在加载应用程序和共享库时，会将它们映射到虚拟地址空间。虚拟地址空间是一个连续的地址空间，它可以被应用程序和共享库使用。虚拟地址空间的管理由操作系统完成，操作系统会将虚拟地址空间划分为多个区域，每个区域都有自己的权限和保护机制。

库加载和动态链接

dyld 在加载应用程序时，会解析应用程序对库的引用，并将库加载到内存中。库加载过程通常分为以下几个步骤：

1. 查找库

dyld 会根据应用程序的依赖关系，查找应用程序所需的库。库通常存储在系统目录或应用程序目录中。

2. 加载库

dyld 会加载库，并将库映射到虚拟地址空间。库通常包含应用程序需要使用的函数和数据。

3. 解析库中的符号

dyld 会解析库中的符号，并建立符号表。符号表包含库中所有符号的地址和名称。

4. 重定位库中的符号

dyld 会重定位库中的符号，使它们能够在应用程序中正确使用。重定位过程通常涉及到修改库中的指令，使其能够正确引用应用程序中的符号。

5. 初始化库

dyld 会初始化库，并调用库的初始化函数。初始化函数通常负责初始化库的数据结构和变量。

总结

dyld 是 macOS 中负责程序加载的组件。dyld 的主要职责包括加载应用程序的可执行文件、加载应用程序所需的共享库、解析应用程序对符号的引用、初始化应用程序的全局变量和数据结构，以及启动应用程序的入口函数。dyld 在加载应用程序和共享库时，会将它们映射到虚拟地址空间。dyld 还负责库加载和动态链接。