1.源代码(a.c b.c)
extern int shared;
int main()
{
int a = 100;
swap( &a, &shared );
return 0;
}
int shared = 1;
void swap( int *a, int *b )
{
*a = *a ^ *b;
*b = *a ^ *b;
*a = *a ^ *b;
}
结合$ readelf -S和$ readelf -s的输出，可以获取到两个目标文件的Section信息和symbol信息等
2.空间和地址分配
目标文件a.o和b.o链接输出可执行文件ab，它们的Section是如何合并到输出文件中的？输出文件和虚拟内存中的地址和空间又是如何分配的？
- 相似段合并
- 空间与地址分配
扫描所有的目标文件，获取各个Section的长度、属性和位置，收集符号表中的所有符号定义和符号引用；合并，计算出输出文件中各个段合并后的位置和长度，并建立映射关系 $ ld a.o b.o -e main -o ab -melf_i386
- 空间与地址分配
$ objdump -h a.o b.o ab
a.o: file format elf32-i386
Sections:
Idx Name Size VMA LMA File off Algn
0 .text 0000002c 00000000 00000000 00000034 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, CODE
1 .data 00000000 00000000 00000000 00000060 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
2 .bss 00000000 00000000 00000000 00000060 2**2
ALLOC
3 .comment 0000002b 00000000 00000000 00000060 2**0
CONTENTS, READONLY
4 .note.GNU-stack 00000000 00000000 00000000 0000008b 2**0
CONTENTS, READONLY
5 .eh_frame 00000038 00000000 00000000 0000008c 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, DATA
b.o: file format elf32-i386
Sections:
Idx Name Size VMA LMA File off Algn
0 .text 00000038 00000000 00000000 00000034 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
1 .data 00000004 00000000 00000000 0000006c 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
2 .bss 00000000 00000000 00000000 00000070 2**2
ALLOC
3 .comment 0000002b 00000000 00000000 00000070 2**0
CONTENTS, READONLY
4 .note.GNU-stack 00000000 00000000 00000000 0000009b 2**0
CONTENTS, READONLY
5 .eh_frame 00000038 00000000 00000000 0000009c 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, DATA
ab: file format elf32-i386
Sections:
Idx Name Size VMA LMA File off Algn
0 .text 00000064 08048094 08048094 00000094 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
1 .eh_frame 00000058 080480f8 080480f8 000000f8 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
2 .data 00000004 08049150 08049150 00000150 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
3 .comment 0000002a 00000000 00000000 00000154 2**0
CONTENTS, READONLY
从合并后的文件ab可以看出，合并的各个段已经在虚拟内存中分配了地址(VMA)
- 符号地址的确定
- 符号解析与重定位
使用第一步收集到的所有信息，读取输入文件中的Section的数据、重定位信息，进行符号解析与重定位、调整代码中的地址 - 经过相似段合并过程，各个段在虚拟地址空间中的地址已经确定了，各个符号定义 的地址也已经确定了(段的虚拟地址加上符号定义的偏移量)
- 重定位过程是针对代码中的符号引用的地址的修改
- 符号解析与重定位
$ objdump -d a.o ab 部分结果，主要是main函数
a.o: file format elf32-i386
Disassembly of section .text:
00000000 :
0: 55 push %ebp
1: 89 e5 mov %esp,%ebp
3: 83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
6: 83 ec 20 sub $0x20,%esp
9: c7 44 24 1c 64 00 00 movl $0x64,0x1c(%esp)
10: 00
11: c7 44 24 04 00 00 00 movl $0x0,0x4(%esp) 对shared变量的引用
18: 00
19: 8d 44 24 1c lea 0x1c(%esp),%eax
1d: 89 04 24 mov %eax,(%esp)
20: e8 fc ff ff ff call 21 对swap函数的调用
25: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
2a: c9 leave
2b: c3 ret
ab: file format elf32-i386
Disassembly of section .text:
08048094 :
8048094: 55 push %ebp
8048095: 89 e5 mov %esp,%ebp
8048097: 83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
804809a: 83 ec 20 sub $0x20,%esp
804809d: c7 44 24 1c 64 00 00 movl $0x64,0x1c(%esp)
80480a4: 00
80480a5: c7 44 24 04 50 91 04 movl $0x8049150,0x4(%esp) 对shared变量的地址引用&shared
80480ac: 08
80480ad: 8d 44 24 1c lea 0x1c(%esp),%eax
80480b1: 89 04 24 mov %eax,(%esp)
80480b4: e8 07 00 00 00 call 80480c0 对swap函数的调用
80480b9: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
80480be: c9 leave
80480bf: c3 ret
c7 44 24 是movl指令，后边的4个字节是地址，可以看到链接过程，对符号地址做了重定位修正
重定位过程的完成需要重定位表的协助，.text的重定位表是.rel.text
- 重定位表每一个表项的结构体
typedef struct
{
Elf32_Addr r_offset; /* Address */
Elf32_Word r_info; /* Relocation type and symbol index */
} Elf32_Rel;
offset 代表相对于要修正的段的偏移地址，r_info 包含了重定位符号的信息(符号表的下标)