Question

作为一项练习，为了更精确地学习c程序如何工作以及程序能够使用libc必须具有的最低内容水平，我自己尝试使用gas和x86主要编程。 LD

作为一个有趣的小挑战，我已成功组装并链接了几个链接到不同自制动态库的程序，但是我无法从头开始编写程序以使用libc函数调用而无需直接使用gcc。

我理解单个c库函数的调用约定，并通过使用objdump和readelf彻底检查了gcc编译的程序，但是在气体汇编文件中包含哪些信息并没有得到什么要在ld中调用以成功链接到libc的参数。有人对此有任何见解吗？

我在x86机器上运行Linux。

Answer 1

使用动态链接成功使用libc至少需要做三件事：

链接/usr/lib/crt1.o，其中包含_start，它将是ELF二进制文件的入口点;
链接/usr/lib/crti.o（在libc之前）和/usr/lib/crtn.o（之后），它们提供了一些初始化和最终化代码;
告诉链接器二进制文件将使用动态链接器/lib/ld-linux.so。

例如：

$ cat hello.s
 .text
 .globl main
main:
 push %ebp
 mov %esp, %ebp
 pushl $hw_str
 call puts
 add $4, %esp
 xor %eax, %eax
 leave
 ret

 .data
hw_str:
 .asciz "Hello world!"

$ as -o hello.o hello.s
$ ld -o hello -dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 /usr/lib/crt1.o /usr/lib/crti.o -lc hello.o /usr/lib/crtn.o
$ ./hello
Hello world!
$

Answer 2

如果您在汇编中定义main

马修的答案很好地告诉你最低要求。

让我告诉您如何在系统中找到这些路径。运行：

gcc -v hello_world.c |& grep 'collect2' | tr ' ' '\n'

然后拿起Matthew提到的文件。

gcc -v为您提供GCC使用的确切链接器命令。

collect2是GCC用作链接器前端的内部可执行文件，它具有与ld类似的接口。

在Ubuntu 14.04 64位（GCC 4.8）中，我最终得到了：

ld -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 \
  /usr/lib/x86_64-linux-gnu/crt1.o \
  /usr/lib/x86_64-linux-gnu/crti.o \
  -lc hello_world.o \
  /usr/lib/x86_64-linux-gnu/crtn.o

您可能还需要-lgcc和-lgcc_s。另见：Do I really need libgcc?

如果您在汇编中定义_start

如果我定义了_start，那么来自glibc的hello world只能使用：

ld -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -lc hello_world.o

我不确定这是否健壮，即是否可以安全地跳过crt初始化来调用glibc函数。另见：Why does an assembly program only work when linked with crt1.o crti.o and crtn.o?

Answer 3

如果您确实使用_start而不是main（如上面的一些评论中所述），则还需要更改程序退出的方式，否则将得到一个段错误：

            .text
            .globl    _start
_start:     
            mov       $hw_str, %rdi
            call      puts
            movl      $0,%ebx   # first argument: exit code.
            movl      $1,%eax   # system call number: sys_exit.
            int       $0x80     # call kernel.

            .data
hw_str:     .asciz "Hello world!"

在Kubuntu 18.04.2（gcc（Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1〜18.04）7.3.0）：

$ as -o hello.o hello.s
$ ld -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -o hello hello.o -lc

另外，找出系统上的动态链接器的一种简单方法是编译一个小型C程序，然后在二进制文件上运行ldd：

test.c：

int main() { return 0; }

编译并针对可执行文件运行ldd：

$ gcc -o test test.c
$ ldd test
    linux-vdso.so.1 (0x00007ffd0a182000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007ff24d8e6000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007ff24ded9000)

Answer 4

我认为这样的事情应该有效：

制作一个简单的C程序
gcc -S file.c
编辑文件。
gas file.s
ld file.o -lc crt1.o -o myprog

如何在不使用gcc的情况下将使用C标准库的气体组件程序与ld链接？

4 个答案: