鸿蒙内核源码分析(静态链接篇) | 完整小项目看透静态链接过程

下图是一个可执行文件编译，链接的过程.

本篇将通过一个完整的小工程来阐述ELF编译，链接过程，并分析.o和bin文件中各区，符号表之间的关系.从一个崭新的视角去看中间过程.

准备工作

先得有个小工程，麻雀虽小，但五脏俱全，标准的文件夹和Makefile结构，如下:

目录结构

root@5e3abe332c5a:/home/docker/test4harmony/54# tree
.
├── bin
│   └── weharmony
├── include
│   └── part.h
├── Makefile
├── obj
│   ├── main.o
│   └── part.o
└── src
    ├── main.c
    └── part.c  

4 directories， 7 files         

看到 .c .h .o 就感觉特别的亲切 : )，项目很简单，但具有代表性，有全局变量/函数，extern，多文件链接，和动态链接库的printf，用cat命令看看三个文件内容。

cat .c .h

root@5e3abe332c5a:/home/docker/test4harmony/54# cat ./src/main.c 
#include <stdio.h>
#include "part.h"
extern int g_int;
extern char *g_str;

int main() {
        int loc_int = 53;
        char *loc_str = "harmony os";
        printf("main 开始 - 全局 g_int = %d， 全局 g_str = %s.\n"， g_int， g_str);
        func_int(loc_int);
        func_str(loc_str);
        printf("main 结束 - 全局 g_int = %d， 全局 g_str = %s.\n"， g_int， g_str);
        return 0;
}

---

root@5e3abe332c5a:/home/docker/test4harmony/54# cat ./src/part.c 
#include <stdio.h>
#include "part.h"

int g_int = 51;
char *g_str = "hello world";

void func_int(int i) {
	int tmp = i;
	g_int = 2 * tmp ;
	printf("func_int g_int = %d，tmp = %d.\n"， g_int，tmp);
}
void func_str(char *str) {
        g_str = str;
        printf("func_str g_str = %s.\n"， g_str);
}

---

root@5e3abe332c5a:/home/docker/test4harmony/54# cat ./include/part.h 
#ifndef _PART_H_
#define _PART_H_
void func_int(int i);
void func_str(char *str);
#endif

cat Makefile

Makefile采用标准写法，关于makefile系列篇会在编译过程篇中详细说明，此处先看点简单的。

root@5e3abe332c5a:/home/docker/test4harmony/54# cat Makefile 
DIR_INC = ./include
DIR_SRC = ./src
DIR_OBJ = ./obj
DIR_BIN = ./bin

SRC = $(wildcard ${DIR_SRC}/*.c)
OBJ = $(patsubst %.c，${DIR_OBJ}/%.o，$(notdir ${SRC}))

TARGET = weharmony

BIN_TARGET = ${DIR_BIN}/${TARGET}

CC = gcc
CFLAGS = -g -Wall -I${DIR_INC}

${BIN_TARGET}:${OBJ}
        $(CC) $(OBJ)  -o $@

${DIR_OBJ}/%.o:${DIR_SRC}/%.c
        $(CC) $(CFLAGS) -c  $< -o $@
.PHONY:clean
clean:
        find ${DIR_OBJ} -name *.o -exec rm -rf {}

编译.链接.运行.看结果

root@5e3abe332c5a:/home/docker/test4harmony/54# make
gcc -g -Wall -I./include -c  src/part.c -o obj/part.o
gcc -g -Wall -I./include -c  src/main.c -o obj/main.o
gcc ./obj/part.o ./obj/main.o  -o bin/weharmony
root@5e3abe332c5a:/home/docker/test4harmony/54# ./bin/weharmony 
main 开始 - 全局 g_int = 51， 全局 g_str = hello world.
func_int g_int = 106，tmp = 53.
func_str g_str = harmony os.
main 结束 - 全局 g_int = 106， 全局 g_str = harmony os.

结果很简单，没什么好说的.

开始分析

准备工作完成，开始了真正的分析. 因为命令输出内容太多，本篇做了精简，去除了干扰项.对这些命令还不行清楚的请翻看系列篇其他文章，此处不做介绍，阅读本篇需要一定的基础.

readelf 大S小s ./obj/main.o

root@5e3abe332c5a:/home/docker/test4harmony/54# readelf -S ./obj/main.o
There are 22 section headers， starting at offset 0x1498:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type             Address           Offset
       Size              EntSize          Flags  Link  Info  Align
  [ 0]                   NULL             0000000000000000  00000000
       0000000000000000  0000000000000000           0     0     0
  [ 1] .text             PROGBITS         0000000000000000  00000040
       000000000000007b  0000000000000000  AX       0     0     1
  [ 2] .rela.text        RELA             0000000000000000  00000c80
       0000000000000108  0000000000000018   I      19     1     8
  [ 3] .data             PROGBITS         0000000000000000  000000bb
       0000000000000000  0000000000000000  WA       0     0     1
  [ 4] .bss              NOBITS           0000000000000000  000000bb
       0000000000000000  0000000000000000  WA       0     0     1
  [ 5] .rodata           PROGBITS         0000000000000000  000000c0
       000000000000007d  0000000000000000   A       0     0