Linux下C程序的链接过程
? ?今天看到一個很有意思的小程序,它讓我對Linux下C程序的編譯鏈接有了一個全新的認識!
? ?這個程序的就是寫一個簡單的輸出“hello World!”:
? 要求:1.不使用C運行庫,寫一個獨立于任何庫的程序。(也就是說我們不能#include<stdio>)。
? ? ? 2.不適用main函數為程序的入口(大家都知道一般使用了庫的程序都是使用main函數作為程序的入口,在這里我們使用自己寫的函數nomain作為程序的入口)。
? ? ? 3.使用連接器ld把程序的所有段合為一個“Tinytext”段。
? 顯然要符合要求我們就只能用匯編去寫,源代碼如下:
char?*str="Hello?world!\n";void?print() {asm("movq?$13,%%rdx?\n\t""movq?%0,%%rcx?\n\t""movq?$0,%%rbx?\n\t""movq?$4,%%rax?\n\t""int?$0x80?????\n\t"::"r"(str):"edx","ecx","ebx"); }void?exit() {asm("movq?$42,%rbx???\n\t""movq?$1,%rax????\n\t""int?$0x80???????\n\t"); }void?nomain() {print();exit(); }? ?我們vi一個TinyHelloWorld.c。里面寫上如上代碼。
? ?本人的環境是64位的,如果是32為環境的朋友只要把,movq改為movl,rdx改為edx,rax改為eax,rbx改為ebx。
? 由于操作系統的系統結構發生了變化,在x86-64中,所有通用寄存器(GPRs)都從32位擴充到了64位,名字也發生了變化。8個通用寄存器(eax, ebx, ecx, edx, ebp, esp, esi, edi)在新的結構中被命名為rax, rbx, rcx, rdx, rbp, rsp, rsi, rdi。movl命令也需相應改成movq。
? 首先程序的入口時nomain函數,它調用print函數打印HelloWorld,然后調用exit函數退出。print函數使用了Linux的WRITE系統調用,exit函數使用了EXIT系統調用。
? 定義一個字符串,它是放在只讀代碼段的。
? print函數和exit函數中,WRITE系統調用和EXIT系統調用都是通過0x80中斷實現的。其中eax為調用號rbx,rcx,rdx是一些寄存器用來傳遞參數的。比如WRITE系統調用是往一個文件句柄寫入數據,如果用C語言來表示WRITE系統調用的話他的函數原型是:
int?write(int?filedesc,char*?buffer,int?size)WRITE的調用號為4,則rax為0。
filedesc表示被寫入的句柄文件,我們默認輸出為默認終端,他的句柄為0,所以rbx為0。
buffer表示要寫入的緩沖區地址使用rcx寄存器傳送,我們要輸出str字符串,所以rcx=str。
size表示要寫入的字節數,這里str的長度為13字節,所以rdx=13。
?代碼寫好以后我們使用普通的命令行來編譯鏈接TinyHelloWorld.c
gcc?-c?-fno-builtin?TinyHelloWorld.c??//生成TinyHelloWorld.o-c參數是表示編譯。
-fno-builtin參數關閉GCC內置函數的功能(GCC中有很多內置的函數,它你會把C庫的一些函數替換成內置的函數,以達到優化的功能)
然后鏈接TinyHelloWorld.o文件生成可執行文件TinyHelloWorld.
-static參數指在這里使用靜態鏈接方式。
-e nomai參數表示程序的入口為nomain函數
-o 表示鏈接
運行可以輸出Hello World!
至此,一個HelloWorld程序寫好了。
? 我們使用objdump指令來查看TinyHelloWorld這個文件可以看出來他又4個段:.data .rodata .text .commond 段。這幾個段的屬性都是只讀的,按理來說我們可以把他們合圍一個段。這就需要借助ld鏈接器來實現。
objdump?-h?TinyHelloWorld使用-verbose查看默認的鏈接腳本信息:
ld?-verbose?TinyHelloWorld然后編寫TinyHelloWorld.lds腳本:
然后使用自己編寫的腳本鏈接目標文件。
gcc?-c?-fno-builtin?TinyHelloWorld. ld?-static?-T?TinyHelloWorld.lds?-o?TinyHello?TinyHelloWorld.o??-static -T TinyHelloWorld.lds參數是使用靜態鏈接,并且使用自己編寫的TinyHelloWorld.lds腳本鏈接。
? ?它會生成一個588個字節的可執行文件TinyHelloWorld。執行可以打印Hello World!。如果你使用objdump查看TinyHelloWorld的段,你會發現我們達到了將最后一個只有一個段的要求。
轉載于:https://blog.51cto.com/helloleex/1774383
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux下C程序的链接过程的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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