"ld -Ttext" 选项在做什么？
What is "ld -Ttext" option doing?
我正在跟随 this half-completed tutorial 开发一个简单的 OS。第一步（第 50 页）是用 $ld -o kernel.bin -Ttext 0x1000 kernel.o --oformat binary 编译一个简单的内核。但是我真的不明白选项 -Ttext 在做什么。
具体问题，为什么下面的实验中kernel_1000.bin&kernel.bin的md5相等，kernel_1001.bin&kernel_1009.bin相等，kernel_1007.bin & kernel_1017.bin 相等，而所有其他对不相等？
我的实验
我尝试用不同的 -Ttext 编译几个不同的内核，如下面的 Makefile:
...
kernel.o: kernel.c
gcc -ffreestanding -c kernel.c
kernel.bin: kernel.o
ld -o $@ kernel.o --oformat binary
kernel_1000.bin: kernel.o
ld -o $@ -Ttext 0x1000 kernel.o --oformat binary
kernel_1001.bin: kernel.o
ld -o $@ -Ttext 0x1001 kernel.o --oformat binary
...
然后我检查了他们的md5:
$ ls *.bin | xargs md5sum
d9248440a2c816e41527686cdb5118e4 kernel_1000.bin
65db5ab465301da1176b523dec387a40 kernel_1001.bin
819a5638827494a4556b7a96ee6e14b2 kernel_1007.bin
d9248440a2c816e41527686cdb5118e4 kernel_1008.bin
65db5ab465301da1176b523dec387a40 kernel_1009.bin
216b24060abce034911642acfa880403 kernel_1015.bin
e92901b1d12d316c564ba7916abca20c kernel_1016.bin
819a5638827494a4556b7a96ee6e14b2 kernel_1017.bin
d9248440a2c816e41527686cdb5118e4 kernel.bin
kernel.c
void main() {
char* video_memory = (char*) 0xb8000;
*video_memory = 'X';
}
开发环境
$ gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9/lto-wrapper
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Debian 4.9.2-10' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-4.9/README.Bugs --enable-languages=c,c++,java,go,d,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --program-suffix=-4.9 --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.9 --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --enable-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-plugin --with-system-zlib --disable-browser-plugin --enable-java-awt=gtk --enable-gtk-cairo --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.9-amd64/jre --enable-java-home --with-jvm-root-dir=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.9-amd64 --with-jvm-jar-dir=/usr/lib/jvm-exports/java-1.5.0-gcj-4.9-amd64 --with-arch-directory=amd64 --with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar --enable-objc-gc --enable-multiarch --with-arch-32=i586 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 4.9.2 (Debian 4.9.2-10)
$ uname -a
Linux localhost 3.16.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.16.7-ckt20-1+deb8u1 (2015-12-14) x86_64 GNU/Linux
-Ttext 选项将程序的 .text 部分放在给定的地址旁边。例如，如果您要编译此汇编代码：
section .text
global _start
_start:
mov al, '!'
jmp l
l: mov ah, 0x0e
mov bh, 0x00
mov bl, 0x07
int 0x10
jmp $
times 510-($-$$) db 0
db 0x55
db 0xaa
与：
nasm -f elf64 -o test.o test.S
ld -o test test.o
然后用 objdump 查看它，你会看到它是 link 默认地址，x86_64 的 0x0000000000400000:
~$ objdump -D test
test: file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
0000000000400080 <_start>:
400080: b0 21 mov [=12=]x21,%al
400082: eb 00 jmp 400084 <l>
0000000000400084 <l>:
400084: b4 0e mov [=12=]xe,%ah
...
...
...
并且程序中的所有地址（至少在 .text 部分）都将与该地址相关。如果您要添加 -Ttext 1000 选项，您将看到：
~$ objdump -D 测试
test: file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
0000000000001000 <_start>:
1000: b0 21 mov [=13=]x21,%al
1002: eb 00 jmp 1004 <l>
0000000000001004 <l>:
1004: b4 0e mov [=13=]xe,%ah
您的程序将 linked 从 0x1000 地址开始，所有地址（包括 jmp 等）都将相对于 0x1000 到。
这对两件事很重要。简而言之，当操作系统内核加载您的程序时，它会加载 elf 格式或其他二进制格式的可执行文件，并读取 .text 部分开始的位置。在我们的例子中，您可以 link 您的 kernel.bin 随心所欲，因为没有加载程序作为操作系统内核，并且您是所有内存的主人 space。
所以如果你 link 你的 kernel.bin 从 0x1000 开始，你就会知道代码从哪里开始工作（当然如果它实际上会在这个地方加载内存），如果您知道代码的基地址，则可以获取其中的所有地址，例如 my_label_inside_program - _start.
我正在跟随 this half-completed tutorial 开发一个简单的 OS。第一步（第 50 页）是用 $ld -o kernel.bin -Ttext 0x1000 kernel.o --oformat binary 编译一个简单的内核。但是我真的不明白选项 -Ttext 在做什么。
具体问题，为什么下面的实验中kernel_1000.bin&kernel.bin的md5相等，kernel_1001.bin&kernel_1009.bin相等，kernel_1007.bin & kernel_1017.bin 相等，而所有其他对不相等？
我的实验
我尝试用不同的 -Ttext 编译几个不同的内核，如下面的 Makefile:
...
kernel.o: kernel.c
gcc -ffreestanding -c kernel.c
kernel.bin: kernel.o
ld -o $@ kernel.o --oformat binary
kernel_1000.bin: kernel.o
ld -o $@ -Ttext 0x1000 kernel.o --oformat binary
kernel_1001.bin: kernel.o
ld -o $@ -Ttext 0x1001 kernel.o --oformat binary
...
然后我检查了他们的md5:
$ ls *.bin | xargs md5sum
d9248440a2c816e41527686cdb5118e4 kernel_1000.bin
65db5ab465301da1176b523dec387a40 kernel_1001.bin
819a5638827494a4556b7a96ee6e14b2 kernel_1007.bin
d9248440a2c816e41527686cdb5118e4 kernel_1008.bin
65db5ab465301da1176b523dec387a40 kernel_1009.bin
216b24060abce034911642acfa880403 kernel_1015.bin
e92901b1d12d316c564ba7916abca20c kernel_1016.bin
819a5638827494a4556b7a96ee6e14b2 kernel_1017.bin
d9248440a2c816e41527686cdb5118e4 kernel.bin
kernel.c
void main() {
char* video_memory = (char*) 0xb8000;
*video_memory = 'X';
}
开发环境
$ gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9/lto-wrapper
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Debian 4.9.2-10' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-4.9/README.Bugs --enable-languages=c,c++,java,go,d,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --program-suffix=-4.9 --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.9 --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --enable-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-plugin --with-system-zlib --disable-browser-plugin --enable-java-awt=gtk --enable-gtk-cairo --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.9-amd64/jre --enable-java-home --with-jvm-root-dir=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.9-amd64 --with-jvm-jar-dir=/usr/lib/jvm-exports/java-1.5.0-gcj-4.9-amd64 --with-arch-directory=amd64 --with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar --enable-objc-gc --enable-multiarch --with-arch-32=i586 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 4.9.2 (Debian 4.9.2-10)
$ uname -a
Linux localhost 3.16.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.16.7-ckt20-1+deb8u1 (2015-12-14) x86_64 GNU/Linux
-Ttext 选项将程序的 .text 部分放在给定的地址旁边。例如，如果您要编译此汇编代码：
section .text
global _start
_start:
mov al, '!'
jmp l
l: mov ah, 0x0e
mov bh, 0x00
mov bl, 0x07
int 0x10
jmp $
times 510-($-$$) db 0
db 0x55
db 0xaa
与：
nasm -f elf64 -o test.o test.S
ld -o test test.o
然后用 objdump 查看它，你会看到它是 link 默认地址，x86_64 的 0x0000000000400000:
~$ objdump -D test
test: file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
0000000000400080 <_start>:
400080: b0 21 mov [=12=]x21,%al
400082: eb 00 jmp 400084 <l>
0000000000400084 <l>:
400084: b4 0e mov [=12=]xe,%ah
...
...
...
并且程序中的所有地址（至少在 .text 部分）都将与该地址相关。如果您要添加 -Ttext 1000 选项，您将看到：
~$ objdump -D 测试
test: file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
0000000000001000 <_start>:
1000: b0 21 mov [=13=]x21,%al
1002: eb 00 jmp 1004 <l>
0000000000001004 <l>:
1004: b4 0e mov [=13=]xe,%ah
您的程序将 linked 从 0x1000 地址开始，所有地址（包括 jmp 等）都将相对于 0x1000 到。
这对两件事很重要。简而言之，当操作系统内核加载您的程序时，它会加载 elf 格式或其他二进制格式的可执行文件，并读取 .text 部分开始的位置。在我们的例子中，您可以 link 您的 kernel.bin 随心所欲，因为没有加载程序作为操作系统内核，并且您是所有内存的主人 space。
所以如果你 link 你的 kernel.bin 从 0x1000 开始，你就会知道代码从哪里开始工作（当然如果它实际上会在这个地方加载内存），如果您知道代码的基地址，则可以获取其中的所有地址，例如 my_label_inside_program - _start.