阅读笔记-程序员的自我修养4

最新推荐文章于 2024-07-10 17:16:50 发布

wangruiqics

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分类专栏：阅读笔记-程序员的自我修养

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4.1 空间与地址分配
目标文件“a.o”和“b.o”，输出可执行文件“ab”。
可执行文件中的代码段和数据段都是由输入的目标文件中合并而来的

4.1.2 相似段合并
第一步空间与地址分配
所有的输入目标文件的各个段的长度、属性和位置，并且将它们合并，计算出输出文件中各个段合并后的长度与位置，并建立映射关系。
符号定义和符号引用，放到全局符号表。

第二步符号解析与重定位
使用上面第一步中收集到的所有信息，读取输入文件中段的数据、重定位信息，进行符号解析与重定位、调整代码中的地址

在这里插入图片描述

//a.o    objdump -h a.o
Idx Name          Size      VMA               LMA               File off  Algn
  0 .text         00000027  0000000000000000  0000000000000000  00000040  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, CODE
                  ...................

//b.o   objdump -h b.o
Idx Name          Size      VMA               LMA               File off  Algn
  0 .text         0000004a  0000000000000000  0000000000000000  00000040  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
 .......

在链接之前，目标文件中的所有段的VMA都是0,
.text段，a.o长度27，b.o长度4a
一起是71

//ab.o       ld a.o b.o -e main -o ab     objdump -h ab
Idx Name          Size      VMA               LMA               File off  Algn
  0 .text         00000071  00000000004000e8  00000000004000e8  000000e8  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
..................

链接后.text段长度71

4.1.3 符号地址的确定
“a.o”中的“main”函数在“.text”段的偏移是X，链接后，“a.o”的“.text”段位于虚拟地址0x08048094
那么“main”的地址应该是0x08048094 + X

4.2 符号解析与重定位
4.2.1 重定位

目标文件代码段中的起始地址以0x00000000开始，等到空间分配完成以后，各个函数才会确定自己在虚拟地址空间中的位置。

//objdump -d a.o
0000000000000000 <main>:
   0:   55                      push   %rbp
   1:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   4:   48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp
   8:   c7 45 fc 64 00 00 00    movl   $0x64,-0x4(%rbp)
   f:   48 8d 45 fc             lea    -0x4(%rbp),%rax
  13:   be 00 00 00 00          mov    $0x0,%esi       
  //第14字节是shared，地址用$0x0暂时表示，对应后面重定位表
  18:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  1b:   e8 00 00 00 00          callq  20 <main+0x20>
  //swap的地址用00 00 00 00暂时表示
  20:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  25:   c9                      leaveq
  26:   c3                      retq

“main”的起始地址为0x00000000
这两条指令的地址部分用“0x00000000”和“0xFFFFFFFC”代替，把真正的地址计算工作留给了链接器

[wangruiqi@host-10-46-52-171 LDLearn]$ objdump -d ab
00000000004000e8 <main>:
  4000e8:       55                      push   %rbp
.........
  4000fb:       be 00 10 60 00          mov    $0x601000,%esi
........
  400103:       e8 07 00 00 00          callq  40010f <swap>
  400108:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  //400108+07000000（小端）=40010f 
.......................................................
.......................................................
000000000040010f <swap>:
  40010f:       55                      push   %rbp
............
  400158:       c3                      retq

main函数的两个重定位入口都已经被修正到正确的位置

4.2.2 重定位表 .rel.xxxx objdump -r a.o

//objdump -r a.o
RELOCATION RECORDS FOR [.text]:
OFFSET           TYPE              VALUE
0000000000000014 R_X86_64_32       shared         
//14表示在.text的偏移14处，需要重定向
//见objdump -d a.o
000000000000001c R_X86_64_PC32     swap-0x0000000000000004

RELOCATION RECORDS FOR [.eh_frame]:
OFFSET           TYPE              VALUE
0000000000000020 R_X86_64_PC32     .text

4.2.3 符号解析
每个目标文件定义一些符号，引用到定义在其他目标文件的符号。
重定位的入口都是对一个符号的引用，
对某个符号的引用进行重定位时，它就要确定这个符号的目标地址。
这时候链接器就会去查找由所有输入目标文件的符号表组成的全局符号表，找到相应的符号后进行重定位。

//readelf -s a.o
Symbol table '.symtab' contains 11 entries:
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND
     1: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS a.c
     2: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    1
.............................
     8: 0000000000000000    39 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 main
     9: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND shared
    10: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND swap