Question

从我的教科书上：

要在汇编语言程序中生成每个指令的二进制版本，汇编程序必须确定与所有标签相对应的地址。汇编器在符号表中跟踪分支中使用的标签和数据传输指令。如您所料，该表包含符号和地址对。

为什么需要符号表？如果我们有一个带有标签名称和地址的符号表，该地址的用途是什么？地址是什么...只是标签的名称？还是标签上的说明？

说我们在汇编MIPS中有这样一条指令：

add_numbers:
   addi, $s0, $t0, 2

为什么符号表不只存储add_numbers | <the_binary_representation_of_the_instruction>而不是add_numbers | <address_location_of_label>？

Answer 1

标签是一个地址，它是程序员为汇编器提供地址但不必知道物理地址的一种方式。让工具链为您完成这项工作。

我不记得我的MIPS，所以这里有一些伪代码。

loop_top:
   nop
   nop
   sub r0,1
   cmp r0,0
   bne loop_top

取决于指令集，但通常条件分支将是相对于pc的。通常在组装过程中使用表，并在表上进行一次或多次遍历，这将解析分支与目标之间的距离，以便可以对分支进行完全编码。上面的大多数指令集可以一次解决。 loop_top是一个具有地址的标签，但是对于这里的分支而言，它是相对于pc的，您不需要知道物理地址。

但是

   call my_fun

在传递代码后，汇编程序会发现在此文件中未定义my_fun和/或汇编语言在使用之前已将其标记为外部语法。无论哪种方式，它都是外部的。汇编此文件时无法解决。因此，需要使用表来指示标签名称，以及该指令在该对象中的存放位置，具体取决于汇编程序，它现在可能会将临时偏移量或完整地址填充为零，或将其编码为无限循环。链接器随后确定处理器内存空间中事物的实际地址，链接器最终将在链接时拥有所有（在工具链此阶段的相关标签）标签及其地址的表，然后链接器将返回代码现在知道该标签的实际地址是什么，并修复/创建该调用指令的机器代码。

j hello

对象：

Disassembly of section .text:

00000000 <.text>:
   0:   08000000    j   0x0
   4:   00000000    nop

另一个对象：

.globl hello
hello:
    j hello

.word hello

链接它们

Disassembly of section .text:

00001000 <_ftext>:
    1000:   08000402    j   1008 <hello>
    1004:   00000000    nop

00001008 <hello>:
    1008:   08000402    j   1008 <hello>
    100c:   00000000    nop
    1010:   00001008    0x1008

作为对象，所有工具链必须继续进行的操作是将标签hello用作以后要解决的地址。在这种情况下，链接时，链接器将遍历对象，对字节进行计数，从而构成标签及其地址的表。在第一遍或其他过程中，它将根据需要更改指令或数据来解析这些标签。

现在已经完成了从同一源文件进行组装和链接工作的老式组装程序，语句“汇编程序必须确定与所有标签相对应的地址”。通常，使用链接器工作的不是常用工具链的汇编器。这样引用的语句可以使用一些改进。但是希望这能证明标签是地址，它们代表一个尚未确定的地址，因此代码比诸如此类的代码更容易编写

  nop
  nop
  j pc-2

然后再添加一条指令

  nop
  add r0,r1
  nop
  j pc-3

或

   j 0x1008

然后必须花费大量时间重新编写程序，才能将每个地址硬编码到程序中。添加/删除一行，必须更改许多其他代码。代表地址的标签使所有操作变得更加容易，工具链确定了地址，然后返回并用地址替换标签。

添加了一个nop：

Disassembly of section .text:

00001000 <_ftext>:
    1000:   08000403    j   100c <hello>
    1004:   00000000    nop
    1008:   00000000    nop

0000100c <hello>:
    100c:   08000403    j   100c <hello>
    1010:   00000000    nop
    1014:   0000100c

如果我们没有标签，而不得不对地址进行硬编码，那么由于nop，您将不得不更改这三个位置。一条线。如果添加数十行，则数百行。您将如何跟踪这一切？通过在评论中添加标签？一遍又一遍地组装，分解和修补源，直到看起来有点正确，并希望没有错误。

mips-elf-readelf -s so.elf

Symbol table '.symtab' contains 14 entries:
   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     0: 00000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND 
     1: 00001000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    1 
     2: 00400000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    2 
     3: 00400018     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    3 
     4: 00000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    4 
     5: 0000a010     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT    2 _gp
     6: 00002018     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT    4 _fdata
     7: 0000100c     0 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    1 hello
     8: 00001000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT    1 _ftext
     9: 00000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND _start
    10: 00002018     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT    2 __bss_start
    11: 00002018     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT    2 _edata
    12: 00002018     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT    2 _end
    13: 00002018     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT    2 _fbss

这是有趣的一个：

     7: 0000100c     0 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    1 hello

标签hello一旦组装并链接到最终二进制文件中，就等于地址0x100C

汇编程序和符号表的目的是什么？符号的地址是什么？

1 个答案: