GOT(全局偏移表)与PLT原理及动态链接相关疑问咨询

疑问1：两个进程调用同一个共享库时，为什么全局变量不会互相干扰？ #

首先需要纠正一个普遍的理解偏差：「每个共享库都有自己的GOT」的描述，限定在单个进程的地址空间范围内，不存在跨进程共用的GOT表。
具体原理可以拆解为两点：

• 共享库的内容分为代码段和数据段两部分：代码段是只读的，会被所有加载该共享库的进程共享，节省内存；但数据段（包含GOT、全局变量等）是每个进程独立的，加载时操作系统会为每个进程创建独立副本。
• 就算进程没有修改全局变量，初始状态下看起来共享库的全局变量值相同，一旦某个进程修改了该变量，操作系统会触发写时复制（COW）机制，为该进程单独拷贝一份对应的数据页，从此不同进程的该变量完全隔离，不会互相影响。

疑问2：关闭延迟绑定的情况下，为什么还需要PLT，不能直接用GOT处理函数调用？ #

首先明确一个核心认知：PLT的核心作用不是实现延迟绑定，而是保证共享库代码段的位置无关性、可共享性，统一函数调用的处理逻辑，延迟绑定只是PLT附加实现的优化特性。
我们可以对比变量和函数的处理逻辑差异来理解：

• 变量访问的逻辑非常简单：编译器直接生成「读取GOT对应条目存储的变量地址 -> 读写该地址」的指令即可，全程不需要修改代码段的任何内容，所有重定位操作都只需要修改属于数据段的GOT，完全不影响代码段的共享。
• 函数调用如果直接用GOT实现，会存在两个不可忽视的问题：
  1. 指令兼容与编译复杂度问题：如果直接通过GOT做间接调用，编译器需要为共享库内部的函数调用、跨模块的函数调用生成两套完全不同的指令逻辑，部分架构的间接调用指令还会带来额外的性能开销。而PLT是代码段中固定的位置无关桩代码，所有函数调用不管是内部还是外部，都可以走统一的直接调用PLT入口的逻辑，编译逻辑更简单，性能也更稳定。
  2. 无法兼容全局符号介入规则：Linux动态链接默认支持全局符号介入，也就是如果多个模块定义了同名的全局函数，所有对该函数的引用都要绑定到第一个被加载的模块的同名函数上。PLT作为统一的函数调用入口，动态链接器只需要在重定位阶段修改GOT里的地址就能完成符号介入的适配，不需要修改任何代码段内容，保证了代码段的可共享性。
     就算关闭延迟绑定（比如设置环境变量LD_BIND_NOW=1），动态链接器只会在程序启动阶段就把所有GOT条目的函数地址填好，PLT的桩代码只需要直接跳转到GOT指向的地址即可，不需要再走符号解析流程，此时PLT依然存在，承担上述两个核心作用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者algo