gcc, as, ld的一些笔记（二）（原创）

 

9.gas汇编工具：as（at&t风格）语法说明

使用$标识立即数

再寄存器前面加上%

源操作数在前，目标操作数在后

使用$获取变量地址

长跳转使用：ljmp $section, $offset

一个简单的汇编语言程序框架：

.section .data

              ……

.section .bss

              ……

.section .text

.globl _start

_start:

       ……

 

范例：

#cpuid2.s View the CPUID Vendor ID string using C library calls

.section .datatext

output:

    .asciz "The processor Vendor ID is '%s'\n"

.section .bss

    .lcomm buffer, 12

.section .text

.globl _start

_start:

    movl $0, %eax

    cpuid

    movl $buffer, %edi

    movl %ebx, (%edi)

    movl %edx, 4(%edi)

    movl %ecx, 8(%edi)

    pushl $buffer

    pushl $output

    call printf

    addl $8, %esp

    pushl $0

call exit

 

伪指令说明：

data	.ascii	定义字符串，没有\0结束标记
data	.asciz	有\0结束标记
data	.byte	字节
data	.int	32位
data	.long	32位
data	.shot	16位
bss	.lcomm	对于上面的例子是声明12字节的缓冲区，l标识local，仅当前汇编程序可用
bss	.comm	通用内存区域
data/text	.equ	.equ  LINUX_SYS_CALL, 0x80 movl $ LINUX_SYS_CALL, %eax 说明：equ不是宏而是常量，会占据数据/代码段空间

 

指令集说明：

	movb/movw/movl
	cmov	根据cf, of, pf, zf等标识位判断并mov
	xchg	操作时会lock内存，非常耗费cpu时间
	bswap	翻转寄存器中字节序
	xadd
	pushx, popx
	pushad, popad
	jmp
	call
	cmp
	jz/jb/jne/jge
	loop
	addb/addw/addl
	subb/subw/subl
	dec/inc
	mulb/muw/mull 无符号乘法	源操作数长度		目标操作数		目标位置
		8位		al		ax
		16位		ax		dx:ax
		32位		eax		edx:eax
	imul有符合乘法
	divb/divw/divl 无符合除法 （被除数在eax中，除数在指令中给出）	被除数	被除数长		商		余数
		ax	16位		al		ah
		dx:ax	32位		ax		dx
		edx:eax	64位		eax		edx
	idiv有符合除法
	sal/shl/sar/shr	移位
	rol/ror/rcl/rcr	循环移位
	leal	取地址：leal  output, %eax 等同于：movl  $output, %eax
	rep	rep movsb      执行ecx次
	lodsb/lodsw/lodsl stosb/stosw/stosl	取存内存中的数据

 

gas程序范例（函数调用）：

文件1：area.s定义函数area

# area.s - The areacircumference function

.section .text

.type area, @function

.globl area

area:

   pushl %ebp

   movl %esp, %ebp

   subl $4, %esp

   fldpi

   filds 8(%ebp)

   fmul %st(0), %st(0)

   fmulp %st(0), %st(1)

   fstps -4(%ebp)

   movl -4(%ebp), %eax

   movl %ebp, %esp

   popl %ebp

   ret

 

文件2：functest4.s调用者

# functest4.s - An example of using external functions

.section .data

precision:

   .byte 0x7f, 0x00

.section .bss

   .lcomm result, 4

.section .text

.globl _start

_start:

   nop

   finit

   fldcw precision

 

   pushl $10

   call area

   addl $4, %esp

   movl %eax, result

 

   pushl $2

   call area

   addl $4, %esp

   movl %eax, result

 

   pushl $120

   call area

   addl $4, %esp

   movl %eax, result

 

   movl $1, %eax

   movl $0, %ebx

   int $0x80

 

10.读连接器和加载器的一些笔记，感谢原作者colyli at gmail dot com，看了他翻译的lnl及写的一个os，受益匪浅。

如果不是很深入的研究连接器和加载器的话，了解一些原理就足够了。举个例子说明吧：

  1 #include

  2 #include

  3 #include

  4 #include

  5

  6 int a = 1;

  7 int main()

  8 {      

  9         printf("value: %d\n", a);

 10        

 11         return 0;

 12 }

编译指令：gcc -c hello.c -o hello.o                   汇编

gcc -o hello hello.o                          编译

objdump -d hello.o                          反汇编目标文件

objdump -d hello                             反汇编可执行文件

比较两端结果：

objdump -d hello.o

objdump -d hello

00000000 :    0:   55         push  %ebp    1:   89 e5       mov  %esp,%ebp    3:   83 ec 08    sub   $0x8,%esp    6:   83 e4 f0     and  $0xfffffff0,%esp    9:   b8 00 00 00 00  mov    $0x0,%eax    e:   83 c0 0f        add    $0xf,%eax   11:   83 c0 0f        add    $0xf,%eax   14:   c1 e8 04        shr    $0x4,%eax   17:   c1 e0 04        shl   $0x4,%eax   1a:   29 c4          sub   %eax,%esp   1c:   83 ec 08        sub  $0x8,%esp   1f:   ff 35 00 00 00 00  pushl  0x0   25:   68 00 00 00 00   push   $0x0   2a:   e8 fc ff ff ff call  2b   2f:   83 c4 10        add $0x10,%esp   32:   b8 00 00 00 00  mov  $0x0,%eax   37:   c9            leave    38:   c3            ret

08048368 :  8048368: 55      push   %ebp  8048369: 89 e5    mov    %esp,%ebp  804836b: 83 ec 08  sub    $0x8,%esp  804836e: 83 e4 f0  and    $0xfffffff0,%esp  8048371: b8 00 00 00 00  mov  $0x0,%eax  8048376: 83 c0 0f        add  $0xf,%eax  8048379: 83 c0 0f       add   $0xf,%eax  804837c: c1 e8 04       shr   $0x4,%eax  804837f:  c1 e0 04      shl   $0x4,%eax  8048382: 29 c4          sub  %eax,%esp  8048384: 83 ec 08       sub   $0x8,%esp  8048387: ff 35 94 95 04 08 pushl 0x8049594  804838d: 68 84 84 04 08  push $0x8048484  8048392:   e8 19 ff ff ff   call  80482b0                                              8048397: 83 c4 10       add  $0x10,%esp  804839a:  b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax  804839f: c9            leave   80483a0: c3            ret     80483a1: 90           nop     80483a2: 90           nop     80483a3: 90           nop

简单说明：由于程序运行时访问内存，执行跳转都需要确切的地址。所以汇编处理的目标文件里面没有包含，而是把这个工作放到连接器中：即定位地址。

当程序需要动态链接到某个库上时，使用该库的got表动态定位跳转即可。

具体可以看colyli大侠的《链接器和加载器Beta 2》，及《从程序员角度看ELF》

 

11.连接器脚本ld—script（相关内容来自《GLD中文手册》）

ld --verbose查看默认链接脚本

ld把一定量的目标文件跟档案文件连接起来,并重定位它们的数据,连接符号引用.一般在编译一个程序时,最后一步就是运行ld。

实例1：

SECTIONS
{
      . = 0x10000;
      .text : { *(.text) }
      . = 0x8000000;
      .data : { *(.data) }
      .bss : { *(.bss) }
}

              注释：“.”是定位计数器，设置当前节的地址。

 

实例2：

floating_point = 0;
    SECTIONS
    {

. = ALIGN(4);
      .text :
        {
          *(.text)
           _etext = .;

PROVIDE(etext = .);
    }

 

. = ALIGN(4);
      _bdata = (. + 3) & ~ 3;
      .data : { *(.data) }
    }

注释：定义一个符合_etext，地址为.text结束的地方，注意源程序中不能在此定义该符合，否则链接器会提示重定义，而是应该象下面这样使用：

extern char _etext;

但是可以在源程序中使用etext符合，连接器不导出它到目标文件。

 

实例3：

  SECTIONS {
      outputa 0x10000 :
        {
        all.o
        foo.o (.input1)
        }
      outputb :
        {
        foo.o (.input2)
        foo1.o (.input1)
        }
      outputc :
        {
        *(.input1)
        *(.input2)
        }
  }

这个例子是一个完整的连接脚本。它告诉连接器去读取文件all.o中的所有节，并把它们放到输出节outputa的开始位置处， 该输出节是从位置0x10000处开始的。从文件foo.o中来的所有节.input1在同一个输出节中紧密排列。 从文件foo.o中来的所有节.input2全部放入到输出节outputb中，后面跟上从foo1.o中来的节.input1。来自所有文件的所有余下的.input1和.input2节被写入到输出节outputc中。

 

示例4：连接器填充法则：

   SECTIONS { .text : { *(.text) } LONG(1) .data : { *(.data) } }                    错误

    SECTIONS { .text : { *(.text) ; LONG(1) } .data : { *(.data) } }           正确

 

示例5：VMA和LMA不同的情况

    SECTIONS
      {
      .text 0x1000 : { *(.text) _etext = . ; }
      .mdata 0x2000 :
        AT ( ADDR (.text) + SIZEOF (.text) )
        { _data = . ; *(.data); _edata = . ;  }
      .bss 0x3000 :
        { _bstart = . ;  *(.bss) *(COMMON) ; _bend = . ;}
    }

程序：

    extern char _etext, _data, _edata, _bstart, _bend;
    char *src = &_etext;
    char *dst = &_data;

 

    /* ROM has data at end of text; copy it. */
    while (dst < &_edata) {
      *dst++ = *src++;
    }

 

    /* Zero bss */
    for (dst = &_bstart; dst< &_bend; dst++)
      *dst = 0;

 

示例6：linux-2.6.14/arch/i386/kernel $ vi vmlinux.lds.S

linux内核的链接脚本，自行分析吧，有点复杂哦。