鏈接器下——鏈接器實戰(zhàn)

鏈接器實戰(zhàn)

1目標

模擬嵌入式開發(fā)，編寫一個“體積受限”的可執(zhí)行程序，通過makefile 完成編譯， 運行后打印“D.T.Software”
傳統(tǒng)的寫法：test.c

#include <stdio.h>
void main()
{
    print("D.T.Software\n");
    return 0;
}

今天我們采用全新的方法，達到體積最小的 目標。

2分析過程

3解決方案

1.通過內(nèi)嵌匯編自定義打印函數(shù)和退出函數(shù)（INT 80H）
2.通過鏈接腳本自定入口函數(shù)（不依賴任何庫和gcc內(nèi)置功能）
3.刪除可執(zhí)行程序中的無用信息（無用段信息、調(diào)試信息、等）

4打印函數(shù)設計

void print(const char* s, int l)
{
    asm volatile (
        "movl $4, %%eax\n"
        "movl $1, %%ebx\n"
        "movl %0, %%ecx\n"
        "movl %1, %%edx\n"
        "int $0x80     \n"
        :
        : "r"(s), "r"(l)
        : "eax", "ebx", "ecx", "edx"
    );
}

5退出函數(shù)設計

void exit(int code)
{
    asm volatile (
        "movl $1, %%eax\n"
        "movl %0, %%ebx\n"
        "int $0x80     \n"
        :
        : "r"(code)
        : "eax", "ebx"
    );
}

6鏈接腳本設計

ENTRY(program)

SECTIONS
{
    .text 0x08048000 + SIZEOF_HEADERS :
    {
        *(.text)
        *(.rodata)
    }

    /DISCARD/ :
    {
        *(*)
    }
}

7 makefie

CC := gcc
LD := ld
RM := rm -fr

TARGET := program.out
SRC := $(TARGET:.out=.c)
OBJ := $(TARGET:.out=.o)
LDS := $(TARGET:.out=.lds)

.PHONY : rebuild clean all

$(TARGET) : $(OBJ) $(LDS)
    $(LD) -static -T $(LDS) -o $@ $<
    @echo "Target File ==> $@"

$(OBJ) : $(SRC)
    $(CC) -fno-builtin -o $@ -c $^

rebuild : clean all

all : $(TARGET)

clean :
    $(RM) $(TARGET) $(OBJ)

最終的設計：

void print(const char* s, int l);
void exit(int code);

void program()
{
    print("D.T.Software\n", 13);
    exit(0);
}

void print(const char* s, int l)
{
    asm volatile (
        "movl $4, %%eax\n"
        "movl $1, %%ebx\n"
        "movl %0, %%ecx\n"
        "movl %1, %%edx\n"
        "int $0x80     \n"
        :
        : "r"(s), "r"(l)
        : "eax", "ebx", "ecx", "edx"
    );
}

void exit(int code)
{
    asm volatile (
        "movl $1, %%eax\n"
        "movl %0, %%ebx\n"
        "int $0x80     \n"
        :
        : "r"(code)
        : "eax", "ebx"
    );
}

編譯后結果對比：（沒有對比就沒有傷害）

還可以使用strip命令進一步去除無用調(diào)試信息：

8指定鏈接選項

• -ld 命令 // GNU的鏈接器，將目標文件鏈接為可執(zhí)行程序，GCC編譯器集成中的一員，重要的幕后工作者
• -ld -static // 指定使用靜態(tài)鏈接的方式來產(chǎn)生最終程序，而不是默認的動態(tài)鏈接方式。
• -gcc -fno-builtin //用于關閉GCC 內(nèi)置函數(shù)的功能（GCC提供了很多內(nèi)置函數(shù)（Built-in Function）,它會將一些常用的C庫函數(shù)替換為編譯器的內(nèi)置函數(shù)，以達到優(yōu)化的目的）。

  9總結

  對于資源受限的嵌入式設備，需要考慮可執(zhí)行程序的大小，通過內(nèi)嵌匯編直接使用系統(tǒng)服務能夠劈開相關庫的使用可以通過如下方法控制可執(zhí)行程序的體積大小。
  1.最小化庫的使用（必要情況下考慮自己實現(xiàn)相關函數(shù)）
  2.自定義鏈接腳本，刪除無用段信息

文章整理參考自狄泰課程。