第四章编译基础知识之重定位

　　要解释重定位，首先需要理解程序是怎么链接的。程序链接的时候可以通过链接脚本将程序链接到指定地址上，可以链接成地址相关码也可以链接成地址无关码。
　　顾名思义，地址相关码就是把程序链接到指定地址上，在嵌入式开发中经常用到地址相关码的编译。由于嵌入式的板子资源有限，需要规划内存的使用，就需要合理规划bios、操作系统、嵌入式软件的地址。地址无关码就是程序可以被加载到任意地址上，但是程序的指令编译之后就是固定的，在函数调用、全局变量的使用的时候如何正确定位到指定地址上呢？
　　举一个例子，如果我们链接的地址是0x00000000,被调用的函数被链接到0x00010000上，如果指令的逻辑直接跳转到0x00010000，那就是地址相关码。如果要把程序加载到0x00200000上，那被调用的函数就被加载到0x002100000上，要想让指令正确运行，就需要做重定位。
　　常用的重定位技术是，将所有的全局符号放在全局偏移表中，在elf文件中就是.got段，如果涉及动态库的话就是.got.plt段。全局偏移表中放着全局符号的地址，由于链接的过程中知道全局偏移表的位置，只需要将代码从当前位置跳到全局偏移表，然后从全局偏移表中读入值，再跳到全局偏移表的值就好了。
　　那么，全局偏移表中的值，在链接阶段是不知道的，需要程序运行之前修改成正确的地址，这一过程就叫重定位。
　　还是刚刚的例子，全局偏移表中存0x00010000，重定位的时候计算加载的偏移为0x00200000-0x00000000=0x002000000，修改全局偏移表的值为0x00010000+0x002000000=0x002100000。然后程序运行的时候指令跳转到全局偏移表读到的地址就是0x002100000，那么函数就能调用的正确的地址了。全局变量的重定位类似。
　　但是，需要格外注意的是，最近几年国产化盛行。龙芯的mips指令是一个特例。简单介绍一下，mips本身不是龙芯发明的，但是现在找遍全球的芯片厂商，可能也就是龙芯在用mips指令集。
　　mips指令集是一个定长的指令集，跟x86有很大区别。mips有两个非常关键的寄存器gp还有$t9，有做这方面的同学需要要自己研究下。
　　mips指令集也是非常有意思，函数的前两行指令非常关键，也可以用来做一些意想不到的设计。如果你想把数据段和代码段分开放，可以研究研究这两行指令。对于有些特殊的行业的无扰加载程序非常友好。
　　mips的常量的分页机制也非常有意思，有兴趣的同学可以研究下，虽然就重定位来说，常量如果被放在.rodata段，其重定位的方法和全局变量完全一样，但是这种分页机制可以让我在许多其他方面的设计上借鉴。
　　要想完全将明白重定位，可能需要写一本书，我这里知识大概介绍一下相关知识，需要了解的同学可能需要大量的研究和实践。
　　祝好。