静态程序编译链接与装载（一）问题的引入以及工具介绍

关于程序的编译链接与装载，有一些问题一直没有弄得很清楚。这次花了不少精力，把这些问题，好好研究了一番。在学习的过程中，熟读了<<程序员的自我修养-链接、装载与库>>这本书，收获良多。强烈推荐这本书。

此次系列文章，是针对静态编译，动态编译太多复杂，目前仍有很多问题，没有解决。

在开始之前，带有如下的一些问题：

• 程序是如何编译成可执行程序？

• 跨模块之间，如何知道其他模块的函数以及变量地址？

• linux下，可执行程序elf，长什么样？

• 对于任意一个elf，如何查看该elf的信息？

• 反汇编中，程序的地址，以及符号，是如何得到的？

• 为什么程序，以section为单位进行组织？

• section与segment的区别是什么?

• ELF中的VMA与LMA的区别是什么？链接视图与执行视图区别是什么？

• 在EDA仿真中，elf，是如何装载到环境中去运行的？

• 在linux中，elf程序，是如何装载到内存中运行的？

• 链接脚本的AT，MEMORY关键字，到底有什么用？

  通过查看资料，以及自己做实验，对这些问题，有了清晰的答案。希望通过本系列博文，也能让大家，对这些问题，也有清晰的答案。

  一、工具介绍

  首先介绍下，之后会用到的一些工具:

• aarch64工具链，包括如下：
  • -S参数： 将源程序转换成.S
  • -c参数： 将源程序转换成.o
  • aarch64-none-elf-gcc：arm-gcc编译器
  • aarch64-none-elf-as: 汇编器，将.s转换成.o
  • aarch64-none-elf-ld: 链接器，将 .o 链接成elf
  • aarch64-none-elf-objdump: 反汇编，将elf反汇编
• readelf工具，用于查看elf文件内容
  • -a： 查看elf文件的所有信息
  • -h： 查看elf文件的头信息
  • -l： 查看program段信息
  • -S： 查看section段信息
  • -s： 查看符号表信息
  • -r： 查看可重定位表信息
• gvim工具，-b参数，表示查看的文件是二进制文件
  • :%!xxd，该命令，在gvim中查看二进制数据
• hexdump工具，直接查看二进制文件
  借助以上的一些工具，就便于之后分析.o文件，.elf文件。

借助以上的一些工具，就便于之后分析.o文件，.elf文件。

二、示例程序

首先，先介绍使用的示例程序。

两个程序：

• a.c
  • 2个全局变来那个，一个有赋初值，一个没有赋初值
  • 2个局部静态变量，一个有赋初值，一个没有赋初值
  • 调用了b.c中的swap函数
• b.c
  • 引用a.c中的一个全局变量
  • 定义了一个全局变量
  • 定义了swap函数，供a.c调用
  • 在swap函数中，更改了a.c中定义的全局变量

程序如下图所示：

之后，便以编译这两个c文件，成最终的可执行程序out.elf为例，来进行详细的分析。

Makefile脚本如下：

后面的 .o和.elf文件的分析，就是基于这个示例程序进行分析的。

转载来源 http://www.lujun.org.cn/?p=4154