linux连接到程序,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)。
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.cgcc?-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.ld?-static?-e?nomain?-o?TinyHelloWorld?TinyHelloWorld.o-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:ENTRY(nomain)
SECTIONS
{
.=?0x08048000?+?SIZEOF_HEADERS;
tinytext?:?{?*(.text)?*(.data)?*(.rodata)}
/DISCARD/?:{?*(.comment)?}
}
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。
總結
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