在 ld 默认链接描述文件中定义一个节并打印其值

Question

我想在链接器脚本中定义一个部分，并在运行时从源代码中获取其值。

到目前为止，我已经采用了默认gcc linker脚本文件，并添加了我的部分，如下所示：

...
.my_section : { BYTE(0xAA); }
...

编译后，我可以看到以下部分：

> gcc -T ls.ld main.c -o main
> objdump -h main
...
...
 27 .my_section   00000001  0000000000a01040  0000000000a01040  00001040  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
 28 .comment      00000034  0000000000000000  0000000000000000  00001041  2**0
                  CONTENTS, READONLY

现在，我想将该值打印到stdout（并且我期望获得0xAA）：

#include <stdio.h>

static volatile unsigned char SECTION __attribute__((section(".my_section")));

int main(){
    printf("hello %d\n", SECTION);
    return 0;
}

我获得的值始终为 0。我做错了什么？

Answer 1

我做错了什么？

您强制链接器在程序中输出两个部分，每个部分称为 .my_section.

其中之一是由以下原因引起的：

static volatile unsigned char SECTION __attribute__((section(".my_section")));

在main.c。在此，静态定义了.my_section一个名为 的符号，该符号寻址默认情况下静态初始化的 = 0。SECTIONchar

printf("hello %d\n", SECTION)

当然，您正在以 0 初始化的符号打印整数。

另一种.my_section是由以下原因引起的：

.my_section : { BYTE(0xAA); }

在ls.ld。这一秒.my_section以字节 = 开头0xAA，但程序永远不会访问该秒。

这是一个例子。我有：

主程序

#include <stdio.h>

static volatile unsigned char MY_SECTION __attribute__((section(".my_section"))) = '!';

int main(){
    printf("hello %c\n", MY_SECTION);
    return 0;
}

我有一个链接器脚本，ls.ld它是我的gcc默认链接器脚本，其中包含：

.my_section : { BYTE(0xAA); }

最后附加在SECTIONS.

编译、链接并运行：

$ gcc -Wall -Wextra -T ls.ld -o prog main.c
$ ./prog
hello !

查看以下部分的详细信息prog：

$ readelf -t prog
There are 31 section headers, starting at offset 0x3990:

Section Headers:
  [Nr] Name
       Type              Address          Offset            Link
       Size              EntSize          Info              Align
       Flags
  ...
  [24] .my_section
       PROGBITS               PROGBITS         0000000000004010  0000000000003010  0
       0000000000000001 0000000000000000  0                 1
       [0000000000000003]: WRITE, ALLOC
  [25] .bss
       NOBITS                 NOBITS           0000000000004011  0000000000003011  0
       0000000000000007 0000000000000000  0                 1
       [0000000000000003]: WRITE, ALLOC
  [26] .comment
       PROGBITS               PROGBITS         0000000000000000  0000000000003019  0
       0000000000000023 0000000000000001  0                 1
       [0000000000000030]: MERGE, STRINGS
  [27] .my_section
       PROGBITS               PROGBITS         0000000000006018  0000000000003018  0
       0000000000000001 0000000000000000  0                 1
       [0000000000000003]: WRITE, ALLOC
  ...

第 24 节被调用.my_section，第 27 节也被调用。局部符号MY_SECTION：

$ readelf -s prog | grep 'MY_SECTION'
37: 0000000000004010     1 OBJECT  LOCAL  DEFAULT   24 MY_SECTION

定义在节中24。

然后看拆解：

$ objdump --disassemble-all prog
prog:     file format elf64-x86-64
...
...
Disassembly of section .my_section:

0000000000004010 <__TMC_END__>:
    4010:   21                      .byte 0x21
...
...
Disassembly of section .my_section:

0000000000006018 <.my_section>:
    6018:   aa                      stos   %al,%es:(%rdi)
...
...

第一个以0x21=开头，是在 程序!中创建并由程序访问的。main.c第二个以 开头0xaa，是由链接描述文件创建的，不被程序访问。

选择一种输出方式.my_section：-

您可以在源代码中使用以下命令来完成此操作：

static volatile unsigned char MY_SECTION __attribute__((section(".my_section"))) = 0xAA;

或者您可以在链接器脚本中执行此操作，如 @MichaelPetch 评论的那样，例如：

.my_section : { my_section_addr = .; BYTE(0xAA); }

并访问程序中的部分，例如：

$ cat main1.c
#include <stdio.h>

extern unsigned char my_section_addr[];

int main(){
    printf("section `.my_section` starts at %p and the 1st byte is %x\n",
            my_section_addr, (unsigned int)my_section_addr[0]);
    return 0;
}
$ gcc -Wall -Wextra -T ls.ld -o prog main1.c
$ ./prog
section `.my_section` starts at 0x560a32964018 and the 1st byte is aa

但实际上并不需要定制链接描述文件来获取程序中定制节的地址。看：

$ cat main2.c
#include <stdio.h>

static unsigned char pling __attribute__((section("my_section"))) = '!';
extern unsigned char __start_my_section;
extern unsigned char __stop_my_section;
static char * p_my_section_start = &__start_my_section;
static char * p_my_section_end = &__stop_my_section;

int main(){
    printf("section `my_section` starts at %p, ends at %p, and the 1st byte is %c\n",
            p_my_section_start, p_my_section_end, p_my_section_start[0]);
    return 0;
}

$ gcc -o prog main2.c
$ ./prog
section `my_section` starts at 0x55db7b0fb020, ends at 0x55db7b0fb021, and the 1st byte is !

当看到orextern形式的声明时，链接器会自动将这些符号分别放置在节的开头和结尾。__start_<section_name__stop_<section_name><section_name>

my_section如果您想要编译和链接多个源文件，这些源文件都访问程序中的 同一自定义部分，您可以简单地定义属于my_section多个源文件和链接器中的部分的符号，使用默认链接器脚本，并合并所有部分将输入目标文件调用到程序中的my_section单个输出中。my_section（就像它合并一样，例如将.text输入目标文件的所有部分合并到.text程序的单个部分中）。看：

$ cat foo.c
#include <stdio.h>

unsigned int foo __attribute__((section("my_section"))) = 0xf00;

$ cat boo.c
#include <stdio.h>

unsigned int boo __attribute__((section("my_section"))) = 0xb00;

$ cat main3.c
#include <stdio.h>

extern unsigned int foo;
extern unsigned int boo;

int main(){
    printf("foo=%x, boo=%x\n",foo,boo);
    return 0;
}

$ gcc -Wall -o prog main3.c foo.c boo.c
$ ./prog
foo=f00, boo=b00

和：

$ readelf -t prog | grep my_section
  [24] my_section

my_section程序中只有一个名为 24 的部分，其中：

$ readelf -s prog | egrep '(foo|boo)'
    36: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS foo.c
    37: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS boo.c
    59: 0000000000004010     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   24 foo
    66: 0000000000004014     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   24 boo

foo包含和的定义boo。