计算机系统基础-第七章 链接

笔记

该图片来源于MOOC计算机系统基础(一)袁春风的课件

一些命令：

预处理命令 gcc –E prog.c –o prog.i，cpp prog.c > prog.i

编译命令 gcc –S prog.i –o prog.s ，gcc –S prog.c –o prog.s

汇编命令 gcc –c prog.s –o prog.o ，gcc –c prog.c –o prog.o,
as hello.s -o hello.o as是一个汇编程序

链接命令 gcc –static –o myproc main.o test.o ，ld –static –o myproc main.o test.o
–static 表示静态链接，如果不指定-o选项，则可执行文件名为“a.out”

链接过程将多个可重定位目标文件合并以生成可执行目标文件

链接符号的类型
每个可重定位目标模块m都有一个符号表，它包含了在m中定义和引用的符号。有三种链接器符号：
1.全局符号(Global symbols)：由模块m定义并能被其他模块引用的符号。对应于非静态的C函数和全局变量。
2.外部符号(External symbols)：由其他模块定义并被模块m引用的符号。对应于在其它模块定义的非静态C函数和全局变量。
3.局部符号(Local symbols):仅由模块m定义和引用的本地符号。对应于在模块m中定义的带static的C函数和全局变量。

操作

main.c

int sum(int *a, int n);		
int array[2] = {1, 2};
int main() 
{
    int val = sum(array, 2);
    return val;
}

sum.c

int sum(int *a, int n)
{
    int i, s = 0;  
    for (i = 0; i < n; i++) { 
        s += a[i];
    }
    return s;
} 

1.gcc -o prog main.c sum.c
调用GCC驱动程序将main.c和sum.c两个源程序翻译成可执行目标文件prog

2.readelf -h prog 显示可执行目标文件prog的ELF头信息

魔数: 7f 45 4c 46 该文件的版本是64位
数据用补码表示，且用的小端法
操作系统为Linux，版本号为1，文件类型为可执行文件
机器为64位 入口地址为0x400a30，即prog第一条指令执行的地方 程序头表（段头表）的起始位置在64字节处，ELF头占64字节
节头表的起始位置在842616字节处
程序头表中有6个头表项，每个表项56字节，因此程序头表总长度为6×56B=336B
节头表中有33个表项，每个表项64字节，因此节头表总长度为33×64B=2112B

3.用-S命令查看节头表信息
3.1 readelf -S main.o 查看main.o的节头表信息

main.o包含12个节，起始位置0x114 .text:
类型为PROGBITS，起始地址0x34，节大小0x1f，存储可执行代码，在运行时被加载器加载到内存 .rel.text:
类型为REL，起始地址0x3bc，节大小0x10 .data:
类型为PROGBITS，起始地址0x54，节大小0x8，可读可访问，存储被初始化的数据
.bss:类型为NOBITS，起始地址0x54，存储的是未经过初始化的数据，不需要空间，节大小为0，，可读可访问，存储未被初始化的静态变量，以及初始化为0的全局或静态变量
.comment: 类型为PROGBITS，起始地址0x5c，节大小0x25，存储未初始化的全局变量 .note.GNU-stack:
类型为PROGBITS，起始地址0x81 .eh_frame: 类型为PROGBITS，起始地址0x84，节大小0x38，运行时被加载到内存
.rel.eh_frame: 类型为REL，起始地址0x3cc，节大小0x8 .shstrtab:
类型为STRTAB，起始地址0xbc，节大小0x57 .symtab: 类型为SYMTAB，起始地址0x2f4，节大小0xb0
.strtab: 类型为STRTAB，起始地址0x3a4，节大小0x17

3.2 readelf -S sum.o 查看sum.o的节头表信息

因为sum.o仅仅是参与link editor链接的可重定位文件，而不参与最后进程映像的构建，所以Addr(sh_addr)为0。Off(sh_offset)表示了该section离开文件头部位置的距离。Size(sh_size)表示section的字节大小。ES(sh_entsize)只对某些形式的sections有意义。比方符号表 .symtab section，其内部包含了一个表格，表格的每一个条目都是特定长度的，那这里的这个字段就表示条目的长度10。Al(sh_addralign)是地址对齐要求。另外剩下的两列Lk和Inf，对应着条目结构中的字段sh_link和字段sh_info。它们中记录的是section head table 中的条目索引，这就意味着，从这两个字段出发，可以找到对应的另外两个 section，其具体的含义解释依据不同种类的section 而不同。
以上内容来自链接 https://www.cnblogs.com/xmphoenix/archive/2011/10/23/2221879.html

3.3 readelf -S prog 查看prog的节头表信息

4.用-s命令查看文件中所有的符号信息
4.1 readelf -s main.o 查看main.o中的符号

文件中定义了一个函数main，存储为FUNC类型的全局符号，执行节1，即ELF可重定位文件中的.text节，大小为31
符号array为全局变量，执行节3，即.data节，大小为8，符号类型为OBJECT
符号sum属于未定义引用，节索引值为UND，符号类型为NOTYPE

4.2 readelf -s sum.o 查看sum.o中的符号

文件中定义了一个函数sum，存储为FUNC类型的全局符号，执行节1，即ELF文件中的.text节，大小为69

符号：

符号在ELF可重定位文件中对应的节：

5.readelf -l prog 查看可执行文件prog程序头表的信息

入口地址为0x400a30,程序头表中有6个头表项，起始位置在64字节处
第一个LOAD（可装入段） 偏移量为0x0
映射到虚拟地址从0x400000开始长度为0xb5716字节的区域；
Flags为R E表示可执行，不可写，具有只读/执行权限，是只读代码段；按0x200000=2^21=2MB对齐

问题

1. 执行 gcc -E sum.c –o sum.i 命令时

gcc: error: –o: 没有那个文件或目录
gcc: error: sum.i: 没有那个文件或目录

原因不知。
重新打开终端后未出现该问题。