c 语言学习笔记十二

ELF 文件


三种格式：

1 可重定位的目标文件


可用readelf工具读取
readelf -a 文件名


ELF header
program header table


section header table




目标文件的布局


起始文件地址 Section或Header
0 ELF Header
0x34 .text
0x60 .data
0x98 .bss （此段为空）
0x98 .shstrtab
0xc8 Section Header Table
0x208 .symtab
0x288 .strtab
0x2b0 .rel.text
2 可执行文件
3 共享库




函数调用

示例代码：
int bar(int c,int d){
int e=c+d;
reutrn e;
}
int foo(int a,int b){
return bar(a,b);
}
int main(void){
foo(2,3);
return 0;
}


编译：gcc test.c -g (添加-g选项，在反汇编时可以把c代码和汇编代码穿插显示)
反汇编：objdump -dS test
示例代码如下:080483b4 <bar>:
//将foo函数的ebp压栈,
80483b4: 55 push %ebp
//给epb赋新值指向bar 函数的栈底，
80483b5: 89 e5 mov %esp,%ebp
80483b7: 83 ec 10 sub $0x10,%esp
//访问两个参数
80483ba: 8b 45 0c mov 0xc(%ebp),%eax
80483bd: 8b 55 08 mov 0x8(%ebp),%edx
80483c0: 8d 04 02 lea (%edx,%eax,1),%eax
80483c3: 89 45 fc mov %eax,-0x4(%ebp)
//把e的值读到eax寄存器中，
80483c6: 8b 45 fc mov -0x4(%ebp),%eax
//push %ebp和mov %esp,%ebp的逆操作，把ebp的值赋值给esp,
80483c9: c9 leave
//call指令的逆操作,
80483ca: c3 ret


080483cb <foo>:
//先将epb寄存器的值压栈,esp的值-4送给ebp,(esp指向栈顶，ebp指向栈底)
80483cb: 55 push %ebp
80483cc: 89 e5 mov %esp,%ebp
80483ce: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
80483d1: 8b 45 0c mov 0xc(%ebp),%eax
80483d4: 89 44 24 04 mov %eax,0x4(%esp)
80483d8: 8b 45 08 mov 0x8(%ebp),%eax
80483db: 89 04 24 mov %eax,(%esp)
//把返回地址压栈调用bar函数
80483de: e8 d1 ff ff ff call 80483b4 <bar>
80483e3: c9 leave
80483e4: c3 ret


080483e5 <main>:
80483e5: 55 push %ebp
80483e6: 89 e5 mov %esp,%ebp
80483e8: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
//foo(2,3); 参数是从右向左依次压栈
80483eb: c7 44 24 04 03 00 00 movl $0x3,0x4(%esp)
80483f2: 00
80483f3: c7 04 24 02 00 00 00 movl $0x2,(%esp)
//调用call指令：
// 1 把call的下一条指令 0x80483ff 压栈,同时esp-4，现值为
// 2 修改程序计数器eip,跳转到foo函数的开头执行 (80483cb <foo>)
80483fa: e8 cc ff ff ff call 80483cb <foo>
80483ff: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
8048404: c9 leave
8048405: c3 ret
8048406: 90 nop
8048407: 90 nop
8048408: 90 nop
8048409: 90 nop
804840a: 90 nop
804840b: 90 nop
804840c: 90 nop
804840d: 90 nop
804840e: 90 nop
804840f: 90 nop




main函数和启动例程


汇编程序的入口是_start
汇编的链接步骤是：
as hello.s -o hello.o
ld hello.o -o hello




c程序的入口是main()
c程序的编译：(-o 给文件重新命名,-v查看编译过程)
gcc -s test.c //生成汇编代码
gcc -c test.s //生成目标文件
gcc test.o //生成可执行文件

readelf/nm命令查看.o文件








变量的存储布局


示例代码：
#include<stdio.h>


/*全局变量*/
const int A=10;
int a=20;
static int b=30;
int c;


int main(void){
/*局部变量*/
static int a=40;
char b[]="Hello World";
register int c=50;

printf("Hello World %d\n",c)
return 0;
}

编译: gcc test.c -g
查看符号表：readelf -a a.out
//local 局部变量
49: 0804a01c 4 OBJECT LOCAL DEFAULT 24 b
50: 0804a020 4 OBJECT LOCAL DEFAULT 24 a.1709
//global全局变量
69: 08048570 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT 15 A
73: 0804a02c 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT 25 c
74: 0804a018 4 OBJECT GLOBAL DEFAULT 24 a










示例代码如下：
Section Headers:
[Nr] Name Type Addr Off Size ES Flg Lk


Inf Al
[ 0] NULL 00000000 000000 000000 00 0


0 0
[ 1] .interp PROGBITS 08048154 000154 000013 00 A 0


0 1
[ 2] .note.ABI-tag NOTE 08048168 000168 000020 00 A 0


0 4
[ 3] .note.gnu.build-i NOTE 08048188 000188 000024 00 A 0


0 4
[ 4] .gnu.hash GNU_HASH 080481ac 0001ac 000020 04 A 5


0 4
[ 5] .dynsym DYNSYM 080481cc 0001cc 000060 10 A 6


1 4
[ 6] .dynstr STRTAB 0804822c 00022c 000067 00 A 0


0 1
[ 7] .gnu.version VERSYM 08048294 000294 00000c 02 A 5


0 2
[ 8] .gnu.version_r VERNEED 080482a0 0002a0 000030 00 A 6


1 4
[ 9] .rel.dyn REL 080482d0 0002d0 000008 08 A 5


0 4
[10] .rel.plt REL 080482d8 0002d8 000020 08 A 5


12 4
[11] .init PROGBITS 080482f8 0002f8 00002e 00 AX 0


0 4
[12] .plt PROGBITS 08048330 000330 000050 04 AX 0


0 16
[13] .text PROGBITS 08048380 000380 0001cc 00 AX 0


0 16
[14] .fini PROGBITS 0804854c 00054c 00001a 00 AX 0


0 4
//
[15] .rodata PROGBITS 08048568 000568 00001c 00 A 0


0 4
[16] .eh_frame_hdr PROGBITS 08048584 000584 00002c 00 A 0


0 4
[17] .eh_frame PROGBITS 080485b0 0005b0 0000a4 00 A 0


0 4
[18] .ctors PROGBITS 08049f14 000f14 000008 00 WA 0


0 4
[19] .dtors PROGBITS 08049f1c 000f1c 000008 00 WA 0


0 4
[20] .jcr PROGBITS 08049f24 000f24 000004 00 WA 0


0 4
[21] .dynamic DYNAMIC 08049f28 000f28 0000c8 08 WA 6


0 4
[22] .got PROGBITS 08049ff0 000ff0 000004 04 WA 0


0 4
[23] .got.plt PROGBITS 08049ff4 000ff4 00001c 04 WA 0


0 4
[24] .data PROGBITS 0804a010 001010 000014 00 WA 0


0 4
[25] .bss NOBITS 0804a024 001024 00000c 00 WA 0


0 4
[26] .comment PROGBITS 00000000 001024 000055 01 MS 0


0 1
[27] .debug_aranges PROGBITS 00000000 001079 000020 00 0


0 1
[28] .debug_pubnames PROGBITS 00000000 001099 00002d 00 0


0 1
[29] .debug_info PROGBITS 00000000 0010c6 00010e 00 0


0 1
[30] .debug_abbrev PROGBITS 00000000 0011d4 000085 00 0


0 1
[31] .debug_line PROGBITS 00000000 001259 00003e 00 0


0 1
[32] .debug_frame PROGBITS 00000000 001298 000038 00 0


0 4
[33] .debug_str PROGBITS 00000000 0012d0 000076 01 MS 0


0 1
[34] .debug_loc PROGBITS 00000000 001346 00002c 00 0


0 1
[35] .shstrtab STRTAB 00000000 001372 000164 00 0


0 1
[36] .symtab SYMTAB 00000000 001ac8 0004f0 10 37


55 4
[37] .strtab STRTAB 00000000 001fb8 000229 00 0








查看内容：hexdump -c a.out
示例代码如下：
0000560 � 203 � \b [ � \0 \0 003 \0 \0 \0 001 \0 002 \0
0000570 \n \0 \0 \0 H e l l o W o r l




c 语言的作用域：
函数作用域： function scope 整个函数中有效
文件作用域： file scope 文件的开始到末尾都有效
块作用域： block scope {}之间有效
函数原型作用域： function protorype scope 在函数原型内有效




同一命名空间的重名标示符:
语名标号单独属于一个命名空间
struct/enum/union属于一个命名空间
其他标识符为一命名空间，宏定义覆盖所有，内层作用域覆盖处层作用域


标识符的链接属性：
外部链接：external linkage 多个文件中声明多次也都代表同一标识符
内部链接：internal linkage 某个文件中声明多次也都代表同一标识符
无链接：no linkage




存储类修饰符：
static 静态分配，内部链接
auto 自动在栈上分配空间，返回时自动释放，不能作用文件作用域
register 分配专问寄存器存储，如果分配不开，则作为auto处理,不能作用文件作用


域
extern
typedef




变量的生命周期:
静态生存期： 内部外部链接，static ,直到程序结束
自动生存期： 无链接，块作用域，退出块作用域时释放
动态分配生存期：malloc函数在堆空间中分配内存，调用free释放内存