[链接器的世界-实验篇09] 不知道加载地址时怎么链接：自重定位的静态 PIE
本实验生成自重定位的静态 PIE。Linux 可以把主映像放到不同基址；提供的启动代码在用户入口之前修正数据指针，程序不依赖 libc 或动态加载器。位移与绝对地址的区别见原理篇 04，加载偏移、目标类别与启动责任见原理篇 06。
起点：class9 代码与测试，位于 private 仓库，需要访问权限。复用 class8::prepare 的归档选择、符号解析和 GC，以及 class6 的布局。startup.S、构建脚本和 CLI 已提供。构建与测试在原生 x86-64 Linux 上执行，需要 GNU as 和 objcopy。
实现任务
| 任务 | 接口 | 要达到的结果 |
|---|---|---|
| C9.1 | patch | 应用静态补丁，或将加载期指针字段清零并返回 Relative |
| C9.2 | encode_relative | 按目标 RVA 排序输出 RELA，拒绝重叠与越界写入范围 |
| C9.3 | emit | 校验保留区域与入口，填写启动描述符，输出 ET_DYN |
| C9.4 | link | 从 Prepared 统计运行时记录、预留空间、布局、修补并输出 RVA map |
完整类型、支持矩阵和检查规则见 class9 README。Value 区分 Absolute 与 ImageRva，即使数值相同也不能互换；Fixup.offset 是贡献切片内的位置，place_rva 是这个字段在映像中的 RVA。class6 的地址转成 RVA 时减去 BASE，ABS 常量不做这项转换。
本章只允许在已初始化 Data 中修正加载期指针；只读内容、BSS 和段间隙不是合法目的地。NONE 无条件不操作，其他失败必须保持原字节；同时违反多条规则时，patch 不规定错误优先级。
BOOT 是项目提供的 160 字节启动块，后 32 字节保存四个小端 u64：BOOT RVA、RELA RVA、记录条数和用户入口 RVA。具体范围与保留贡献的布局要求在 README 中。启动代码据此恢复实际基址、应用记录并跳到用户入口，保留初始 rsp、清零 rdx。这份自定义描述符不属于通用 ELF ABI。
实现时保持的一条不变量链
把实现拆成四个阶段，并让每个阶段只改变自己负责的坐标：Prepared 仍保存输入身份；class6 的布局结果用固定 BASE 表示；patch 在贡献切片内处理静态值或把可随装载基址变化的字段变成 Relative；encode_relative 只负责确定性的 RELA 字节；emit 最后才把 BOOT、RELA 和入口描述写入 ET_DYN。只要把 RVA、贡献内偏移和文件偏移混在一个整数里，低地址样例仍可能通过而 ASLR 或跨贡献边界会失败。
验收中的指针初始化、BSS/COMMON、非 PIC 拒绝分别覆盖这条链的三种分支：静态值、运行时相对值和不允许的绝对引用。先在 patch 的独立测试里验证原子性，再看 emit 的保留区域和真实执行；这样可以判断错误来自算术、存储位置还是启动代码。
从任务到测试
| 任务 | 关键测试 | 测试所证明的性质 |
|---|---|---|
C9.1 patch | static_displacements_and_absolute_values、runtime_pointer_and_failure_atomicity | 静态值直接写入；运行时指针只产生 Relative；失败不会留下半次修改。 |
C9.2 encode_relative | relative_record_encoding、relative_record_rejections | 记录按 RVA 编码，重叠、越界和非法预留都会被拒绝。 |
C9.3 emit | pie_headers_and_descriptor、emission_rejects_bad_destinations | 输出是无解释器的 ET_DYN，启动描述符与保留区域一致，写入目的地属于可写 Data。 |
C9.4 link | runtime_addresses_vary_with_aslr、archive_calls_and_initial_stack | 同一镜像可在不同基址启动，并保留归档选择、初始栈和入口约定。 |
先读合同测试确认局部不变量，再读原生测试确认这些不变量在真实执行中仍成立；只通过其中一组不能替代另一组。
验收及其含义
在克隆后的仓库根目录执行：
cargo test --locked -p class9cargo test --locked -p class9 --releasepython3 scripts/grade.py class9合同测试检查目标类别、补丁原子性、记录排序和重叠、描述符、程序头与合法目的地。原生测试检查代码和数据指针、BSS/COMMON、ABS/WEAK、负加数、归档与 GC、初始栈，以及非 PIC 引用和只读补丁的拒绝。
ASLR 用例执行 12 次，读取程序报告的入口地址，要求出现至少两个不同地址；并不要求每次都不同。该用例要求系统启用 ASLR。结构检查要求 ET_DYN、无 PT_INTERP/PT_DYNAMIC，并保持既定段权限。通过这些检查说明提供的程序在实际不同基址下可运行，不意味着支持任意动态链接程序或共享库。
如果在 macOS 或非 x86-64 Linux 上执行，build.rs 会在编译阶段主动返回 class9 requires native x86-64 Linux。这是启动汇编和原生执行验收的环境合同，不是 patch、emit 或链接逻辑的测试失败；应把仓库放到原生 x86-64 Linux（可通过 SSH 连接）后再运行本节命令，不能用交叉编译结果替代这项验收。