这篇文章介绍了 CREL（之前称为 RELLEB），一种新的重定位格式，提供了惊人的大小缩减（我的 fork 中的 LLVM 实现）。

ELF 设计与重定位的问题

• ELF 的设计强调控制结构的自然大小和对齐准则，促进了随机访问的便利性，但对于重定位来说存在显著缺点，如Elf64_Rela结构较大，Elf32_Rel和Elf32_Rela为保持较小尺寸牺牲了灵活性，限制了重定位类型。
• WebAssembly 的对象文件格式使用 LEB128 编码重定位和其他控制结构，在大小上具有显著优势。

压缩重定位与 CREL 重定位格式

• 标准SHF_COMPRESSED特性可用于调试部分，也可扩展到重定位部分，开发了 Clang/lld 原型来压缩SHT_RELA部分，压缩后的SHT_RELA部分占用sizeof(Elf64_Chdr) + size(compressed)字节，在有许多较小重定位部分时可显著减少开销。
• CREL 是一种新的更紧凑的重定位格式，旨在替代 REL 和 RELA，其设计注重简单性，使用字节编码，避免复杂压缩技术。SHT_CREL部分（首选名称：.crel<name>）包含紧凑的重定位条目，解码为Elf32_Rela或Elf64_Rela，其内容包括 ULEB128 编码的重定位计数、r_offset等字段的编码，在多个方面进行了优化设计，如重定位计数使用 ULEB128 便于高效检索，移位偏移用于提高 64 位数据部分的编码效率，添加位标志用于平衡动态重定位的效率等。

LEB128 与其他编码方案比较

• LEB128 是常用的字节编码方案，在大多数整数适合一两个字节时具有优势，避免了移位操作。比较了多种可变长度整数编码方案，如 PrefixVarInt、VLQ 等，发现它们在对象文件中的优势不明显，LEB128 更适合。

实验结果

• 在不同架构和优化级别下进行实验，比较了 RELA 和 CREL 的文件大小，CREL 在大多数情况下都能实现显著的大小缩减，例如在 x86_64 -O3 构建中，文件大小减少了 18.0%，在 riscv64 -O3 构建中减少了 34.3%。
• 对动态重定位进行了研究，认为 CREL 能较好地压缩动态重定位，但仍有改进空间，提出了一种可能的通用 RELR 格式来更好地利用动态重定位的特性。

链接器相关注意事项

• --emit-relocs和-r需要组合重定位部分，处理符号索引和添加项的变化，对于.eh_frame等特殊部分需要特殊处理。
• 对于某些未知的节类型，链接器可能会报错，如在使用SHT_CREL时，较旧的 lld 和 mold 可能不会报错。
• mips64el 的r_info存在问题，若采用 CREL 可借此机会进行修复。

数据压缩

• 分析了 lld 18 中的可重定位文件，发现 CREL 在压缩 RELA 和 CREL 重定位结合部分时表现出色，甚至优于 RELA 压缩后的结果，动态重定位也值得研究。

CREL 提案

• 在通用 ABI 中提出了 CREL 的相关修改，包括新增节类型SHT_CREL、特殊节.crelname的定义、重定位条目结构的修改等，以及对动态数组标签DT_CREL和DT_PLTREL等的更新。

已放弃的 RELLEB 提案（最后修订）

• 介绍了之前的 RELLEB 提案的相关内容，与 CREL 类似但在编码方式上有所不同。