如何使用汇编制作小二进制文件？

Question

我正在为我的某个项目编写一些汇编代码，我看到了一些有趣的东西。链接时二进制文件的大小是如此之大。所以我进行了测试和测试，即使使用尽可能少的代码行，输出 Elf 二进制文件也是如此之大。例如：

.section .text
.global _start
_start:
    movl $1,%eax
    movl $0,%ebx
    int $0x80

组装和链接以上代码后，结果二进制文件超过 4kb！有趣的是，大多数二进制文件都填充了零。
我尝试了很多事情来找出没有成功的原因。
有人可以向我解释这里有什么问题吗？

我只是组装和链接文件：

.section .text
.global _start
_start:
    movl $1,%eax
    movl $0,%ebx
    int $0x80

推荐任何形式的资源以供进一步阅读会很好。

你可能猜到了，我使用 64 位 GNU/Linux

谢谢。

Answer 1

这与对齐有关。见readelf -eW <ELF_NAME>。有趣的一点是

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Address          Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            0000000000000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] .text             PROGBITS        0000000000401000 001000 00000c 00  AX  0   0  1

注意Off列。这是文件中的偏移量，该.text部分以 开头0x1000，即 4K。

如果您查看程序标题，则图片相同。用零填充的空间位于 ELF 标头的末尾和 0x1000 之间。

为什么是这样？

首先，因为 ELF 标准规定

可加载进程段必须具有一致的 p_vaddr 和 p_offset 值，以页面大小为模。

（见man elf）。您系统（我的）上的页面大小是 4K。这是您在 中看到的值p_align。

其次，链接器分配给“text”段开头的虚拟地址——与.text此处的段相同，因为这是该段包含的全部内容——是0x0000000000401000. 因此，文件中“文本”段偏移量的十六进制表示必须以000. 但是 0 已经被包含 ELF 标头（文件的最开始）的只读段占用。第二个选择是0x1000。

为什么链接器选择 0x401000 作为文本段的虚拟地址？我不知道。我认为，如果您稍微调整链接器脚本，您将能够拥有更小的 resluting 可执行文件。

正如彼得和其他人指出的那样，可以使用-n链接器选项禁用页面大小对齐：

'-n'
'--nmagic'
    Turn off page alignment of sections, and disable linking against
    shared libraries[…]

这样我得到

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Address          Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 1] .text             PROGBITS        0000000000400078 000078 00000c 00  AX  0   0  1

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr           PhysAddr           FileSiz  MemSiz   Flg Align
  LOAD           0x000078 0x0000000000400078 0x0000000000400078 0x00000c 0x00000c R E 0x1

并且可执行文件的大小降至 664 字节（stripping后为 344 ）。

使用 GNU ld，您可以使用链接器脚本来精细控制链接器输出文件的布局。ld.bfd（通常也称为 just ld）如果用户没有指定一个默认链接描述文件。它可以通过 获得ld --verbose。然后您可以编辑它并提供您的版本而不是默认版本-T <your-script>。

我编辑了第一次出现

. = ALIGN(CONSTANT (MAXPAGESIZE));

（之前.text）并获得 720（stripped时为 400 ）字节。这与使用-n选项的结果不同。您仍然会获得 2 个可加载的段，它们p_align仍然是0x1000.

有p_align<MAX_PAGE_SIZE我不完全理解的效率影响。（由于更难的地址计算，页面不会加载得那么快？我认为应该有更好的解释。）如果您对此有更多了解或在哪里解释，请随意编辑答案。