如何正确使用简单的链接描述文件？可执行文件在运行时收到 SIGKILL

Question

我试图了解更深入的链接过程和链接器脚本...查看 binutils 文档，我发现了一个简单的链接器脚本实现，我通过添加一些命令对其进行了改进：

OUTPUT_FORMAT("elf32-i386", "elf32-i386",
          "elf32-i386")
OUTPUT_ARCH(i386)

ENTRY(mymain)

SECTIONS
{
   . = 0x10000;
   .text : { *(.text) }
   . = 0x8000000;
   .data : { *(.data) }
   .bss : { *(.bss) }
}

我的程序是一个非常简单的程序：

void mymain(void)
{
  int a;
  a++;
}

现在我尝试构建一个可执行文件：

gcc -c main.c
ld -o prog -T my_script.lds main.o

但是如果我尝试运行prog，它会在启动期间收到SIGKILL。我知道当一个程序被编译并与命令链接时：

gcc prog.c -o prog

最终的可执行文件也是其他目标文件的产物，例如 crt1.o、crti.o 和 crtn.o 但我的情况呢？使用此链接描述文件的正确方法是什么？

Answer 1

我怀疑您的代码运行得很好，但最终遇到了麻烦：您希望在 a++ 之后发生什么？

mymain() 只是一个普通的 C 函数，它将尝试返回到其调用者。

但是您已将其设置为 ELF 入口点，这会告诉 ELF 加载器在将程序段加载到正确位置后跳转到该入口点 - 并且它不期望您返回。

那些“其他目标文件，如 crt1.o、crti.o 和 crtn.o”通常为 C 程序处理这些内容。 C 程序的 ELF 入口点不是 main() - 相反，它是一个包装器，为 main() 设置适当的环境（例如设置 < code>argc 和 argv 参数位于堆栈或寄存器中，具体取决于平台），调用 main() （期望它可能返回），然后调用 exit 系统调用（带有 main() 的返回码）。

---

[更新以下评论：]

当我使用 gdb 尝试您的示例时，我发现它确实在从 mymain() 返回时失败：在 mymain 上设置断点，然后单步执行指令，我看到它执行了增量，然后在函数尾声中遇到了麻烦：

$ gcc -g -c main.c
$ ld -o prog -T my_script.lds main.o
$ gdb ./prog
...
(gdb) b mymain
Breakpoint 1 at 0x10006: file main.c, line 4.
(gdb) r
Starting program: /tmp/prog 

Breakpoint 1, mymain () at main.c:4
4         a++;
(gdb) display/i $pc
1: x/i $pc
0x10006 <mymain+6>:     addl   $0x1,-0x4(%ebp)
(gdb) si
5       }
1: x/i $pc
0x1000a <mymain+10>:    leave  
(gdb) si
Cannot access memory at address 0x4
(gdb) si
0x00000001 in ?? ()
1: x/i $pc
Disabling display 1 to avoid infinite recursion.
0x1:    Cannot access memory at address 0x1
(gdb) q

---

至少对于 i386，ELF 加载器在之前设置了一个合理的堆栈输入加载的代码，这样你可以将 ELF 入口点设置为 C 函数并获得合理的行为；但是，正如我上面提到的，您必须自己处理干净的进程退出。如果您不使用 C 运行时，则最好也不要使用任何依赖于 C 运行时的库。

因此，这里是一个示例，使用原始链接描述文件 - 但修改了 C 代码以将 a 初始化为已知值，并调用 exit 系统调用（使用内联汇编），最终值 a 作为退出代码。 （注：我刚刚意识到您没有具体说明您正在使用什么平台；我在这里假设是 Linux。）

$ cat main2.c
void mymain(void)
{
  int a = 42;
  a++;
  asm volatile("mov $1,%%eax; mov %0,%%ebx; int $0x80" : : "r"(a) : "%eax" );
}
$ gcc -c main2.c
$ ld -o prog2 -T my_script.lds main2.o
$ ./prog2 ; echo $?
43
$ 

Answer 2

是的，要在 Linux 上运行，我们需要更改 .lds 文件

SECTIONS
{
   . = 0x8048000;
   .text : { *(.text) 
}