小代码模型中RIP相对偏移的计算相关疑问

问题1：RIP与arr之间的相对偏移如何计算？是否由链接器在链接时计算？ #

• 计算逻辑：RIP相对偏移的核心公式是 目标符号的最终虚拟地址 - 当前指令执行时的RIP值。由于x86-64指令执行时，RIP指向当前指令的下一条指令地址，所以实际计算等价于：arr的最终地址 - (当前指令的地址 + 当前指令的长度)。
• 计算时机：完全由链接器在链接阶段完成。编译器生成目标文件（sample.o）时，仅能识别需要引用arr符号，但无法确定它的最终虚拟地址（未合并其他模块的段），因此会在指令中预留占位的0值，并在重定位表中添加R_X86_64_PC32类型的重定位项。链接器完成段合并、确定所有符号的最终地址后，才会代入公式算出偏移量并填充到指令对应位置。

问题2：为何偏移需要是32位？ #

• 适配小代码模型设计：小代码模型假设程序的代码和数据都处于同一4GB地址空间范围内，32位有符号整数可覆盖±2GB的偏移范围，完全满足该模型下的地址访问需求。
• 优化指令长度：x86-64的RIP相对寻址指令默认采用32位偏移字段，相比64位偏移能减少指令字节数，提升指令缓存利用率，契合小模型追求紧凑代码的设计目标。
• 若程序超出4GB地址范围，则需要切换至中/大代码模型，使用64位偏移或其他寻址方式。

问题3：重定位表中的Sym. Value（符号值）代表什么？是否为符号在其段中的相对位置？ #

• 在目标文件的重定位表中，Sym. Value就是该符号在自身所属段内的偏移量——即符号相对于其所在段起始地址的字节距离。例如arr属于.data段，Sym. Value就是它距离.data段开头的字节数。
• 链接器计算符号最终虚拟地址时，会将这个段内偏移量加上对应段的最终虚拟基地址，得到符号的绝对地址，再代入重定位公式完成偏移计算。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ricky