链接器或加载器是否对程序进行必要的重定位？

Question

我想创建自己的链接器和加载器。 我知道在链接阶段，链接器将考虑所有目标文件的 ELF 标头中的重定位数据。

然后，链接器将创建一个解析了所有地址的可执行文件，并将其存储在硬盘驱动器中。

当时间到来时，加载器将不得不将该可执行文件加载到主内存中，但内存中已经包含正在运行的程序，因此会有冲突。

问题1：装载机必须重新重新定位地址吗？
问题2：如果是，是否意味着加载程序必须扫描可执行文件的所有文本扇区并更改所有cpu指令的地址？？*

*这意味着加载程序在内存中有一份 ISA 副本，并且必须扫描每条指令的指令。 这就像行刑前的行刑。

Answer 1

ELF 标头中没有重定位数据。 可链接的 ELF 目标文件将重定位数据存储在名为.rela.text、.rela.data等的从属部分中。Linux上的静态链接器将选择加载可执行映像的起始地址（通常为 0x08048000），然后使用重定位来更新指令以及代码和数据部分中的数据。 在处理完这些 .rela.text 和 .rela.data 之后，不再需要附属的 .rela 部分，并且可能会从最终的 ELF 可执行文件中剥离出来。

当需要将链接的可执行文件加载到内存中时，加载程序会在保护模式下创建一个新进程。 所有虚拟地址空间都分配给进程并且未被占用。 其他程序可能加载在同一台计算机上，但它们各自在各自的私有寻址空间中愉快地运行。

您害怕的情况有时会发生在Windows上，当不同的动态库被链接到从冲突的虚拟地址开始时。 因此，可移植可执行格式（PE/DLL）将重定位记录保存在从属部分.reloc 中，是的，加载程序必须重定位本节中提到的所有地址。

类似的情况是在实模式下的DOS上，所有进程只有一个 1 MiB 地址空间。 MZ可执行文件链接到虚拟地址0，所有需要重定位的地址都保存在MZ EXE头之后的重定位指针表中，加载程序负责更新该指针表中提到的段地址。

答案1：仅当可执行映像加载到它所链接到的不同地址并且未链接到Position-Independed Executable时，才需要重定位。
答案2：重定位不涉及所有 CPU 指令的地址，只涉及指令体中那些引用地址的字段（位移或立即地址）。 这些地点必须在搬迁记录中明确指定。 如果重定位信息从文件中删除，您的加载程序应该拒绝执行。

良好的信息来源：Ian Lance Taylor 的链接器和博客。