在 ld 默认链接描述文件中定义一个部分并打印其值

Question

我想在链接描述文件中定义一个部分，并在运行时从源代码中获取它的值。

到目前为止，我已经采用了默认的 gcc linker 脚本文件，并且添加了如下部分：

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

编译后，可以看到部分：

> 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（我希望获得 0xAA）：

#include <stdio.h>

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

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

我获取的值一直是0，我哪里做错了？

Answer 1

What I'm doing wrong?

你强迫 linker 在程序中输出两个部分，每个部分称为 .my_section.

其中一个是由于：

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

在 main.c 中。在这个 .my_section 中，一个名为 SECTION 的符号被静态定义为地址 a char 默认情况下静态初始化 = 0。当你

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

您当然是在该 0 初始化符号处打印整数。

另一个.my_section是由于：

.my_section : { BYTE(0xAA); }

在 ls.ld。第二个 .my_section 以字节 = 0xAA 开头，但永远不会被程序访问。

这是一个例子。我有：

main.c

#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 linker-script ls.ld 这是我的 gcc 默认 linker 脚本：

.my_section : { BYTE(0xAA); }

最后添加到 SECTIONS。

编译，link和运行：

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

查看prog的部分详情：

$ 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 节称为 .my_section，第 27 节也是如此。局部符号 MY_SECTION：

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

在 24.

节中定义

然后看反汇编：

$ 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main.c中创建的并被程序访问。第二个，以 0xaa 开头，是由 linker 脚本创建但程序未访问的那个。

选择一种输出方式 .my_section 或另一种：-

您可以在源代码中使用：

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

或者您可以在 linker 脚本中执行此操作，正如@MichaelPetch 评论的那样，例如：

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

并在如下程序中访问该部分：

$ 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

但实际上并不需要自定义linker脚本来获得程序中自定义部分的地址。参见：

$ 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 !

看到 extern 形式的声明 __start_<section_name 或 __stop_<section_name>， linker 会自动将这些符号分别放在部分 <section_name>.

您是否应该编译和 link 访问相同自定义的多个源文件 section my_section 在程序中，您可以简单地定义归于 section 的符号 my_section 在几个源文件和 linker 中，使用默认的 linker 脚本，将输入目标文件中所有名为 my_section 的部分合并为一个在程序中输出my_section。（就像它合并一样，例如所有 .text 部分输入目标文件的一部分到程序的单个 .text 部分）。参见：

$ 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

程序中只有一节24，叫做my_section，即：

$ 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

包含foo和boo的定义。

在 ld 默认链接描述文件中定义一个部分并打印其值

Define a section in the ld default linker script and print its value

linker

gcc

ld

linker-scripts