C, C++: Bibliotecas compartidas: ¿Se cargan en la memoria funciones individuales o bibliotecas completas?

Question

Con la compilación estática, solo las funciones de una biblioteca que realmente necesita un programa están vinculadas al programa. ¿Cómo es eso con las bibliotecas compartidas? ¿Las funciones realmente necesarias para un programa se cargan en la memoria mediante el vinculador dinámico o siempre se carga la biblioteca compartida total? Si se trata de funciones, ¿cómo podría obtener el tamaño real de un programa, incluidas sus funciones cargadas durante el tiempo de ejecución?

Gracias! Oliver

Answer 1

Cuando realiza una vinculación estática, solo las funciones que (potencialmente) reciben se vinculan al ejecutable, pero en el tiempo de ejecución, los datos del archivo ejecutable serán leídos en la memoria por demanda de búsqueda.

Cuando se crea el proceso, las direcciones se asignan a todo el código en las bibliotecas ejecutables y compartidas para ese proceso, pero el código/datos del archivo no se leen necesariamente en la memoria física en ese momento. Cuando intente acceder a una dirección que no está actualmente en la memoria física, activará una excepción no presente. El administrador de memoria virtual del sistema operativo reaccionará a eso al leer la página del archivo en la memoria física, que dejar que proceda el acceso.

La carga se realiza página por página, lo que generalmente significa bloques de 4 u 8 kilobytes a la vez (por ejemplo, x86 usa páginas de 4K, Alpha usa 8k). x86 también tiene la capacidad de crear páginas más grandes (4 megabytes), pero esas no son (al menos usualmente) usadas para código normal; son para mapear grandes bloques de memoria que permanecen mapeados (semi) permanentemente, tales como la "ventana" de memoria en una tarjeta gráfica típica que también está mapeada para que la CPU pueda acceder directamente a ella.

La mayoría de los cargadores tienen algunas optimizaciones, así que (por ejemplo) que van a tratar de leer los bloques más grandes de la memoria cuando el programa se pone en marcha inicialmente. Esto permite que comience más rápido que si hubiera una interrupción y lectura separada para cada página de código a medida que se accede. Los detalles exactos de esa optimización varían entre sistemas operativos (y, a menudo, incluso versiones del mismo sistema operativo).

Answer 2

Con la compilación estática, solo las funciones de una biblioteca que realmente necesita un programa están vinculadas al programa. ¿Cómo es eso con las bibliotecas compartidas?

El programa hace referencia simbólicamente a las bibliotecas compartidas, es decir, el programa identificará, por nombre, la biblioteca compartida con la que se vinculó.

¿Las funciones realmente necesarias para un programa se cargan en la memoria mediante el vinculador dinámico o siempre se carga la biblioteca compartida total?

El programa hará referencia a los puntos de entrada y los objetos de datos específico en la biblioteca compartida. La biblioteca compartida será mapeados en memoria como un único objeto grande, pero sólo las páginas que se hace referencia en realidad se localizará en el kernel. La cantidad total de la biblioteca que se carga dependerá de la densidad de las referencias, las referencias de otras imágenes vinculadas a ella y la ubicación de la propia funcionalidad de la biblioteca.

Si se trata de funciones, ¿cómo podría obtener el tamaño real de un programa, incluidas sus funciones cargadas durante el tiempo de ejecución?

La mejor manera en Mac y otros sistemas basados ​​en Unix es con ps (1).