Question

这里有几个相关的问题。考虑一个仅包含以下两条指令的程序

movq 1, %rax
cpuid

如果我把它扔进一个名为Foo.asm的文件中，并运行as Foo.asm，其中as是可移植的GNU汇编程序，我将得到一个名为a.out的文件，在我的系统上大小为665字节。

如果我然后chmod 700 a.out并尝试./a.out，我会收到错误cannot execute binary file。

如果我只想将两条asm指令翻译成二进制文件，为什么文件太大？
为什么不能执行二进制文件？我提供有效的指令，所以我希望CPU能够执行它们。
如何准确获取输入文件中asm指令的二进制操作码，而不是一堆额外的东西？
一旦得到3的答案，我怎样才能让我的处理器执行它们？（假设我没有运行特权指令。）

Answer 1

如果我只想将两个asm指令翻译成二进制文件，为什么文件太大？

因为汇编程序创建了一个relocatable object file，其中包含其他信息，例如内存部分和符号表。
为什么不能执行二进制文件？

因为它是（可重定位的）object file，而不是loadable file。您需要链接它以使其可执行，以便操作系统可以加载它：
```
$ ld  -o Foo a.out
```
您还需要通过指定_start符号，向链接器提供有关程序启动位置的提示。

但是，然而，Foo可执行文件仍然比您预期的要大，因为它仍然包含操作系统实际启动程序所需的其他信息（例如elf header）。

此外，如果您现在启动可执行文件，则会生成segmentation fault，因为您要将address 1的内容（未映射到您的地址空间）加载到{{1} }}。尽管如此，如果你解决这个问题，程序最后会遇到未定义的代码 - 你需要确保通过rax优雅地退出程序。

最小运行示例（假设x86_64架构）看起来像
```
syscall
```
如何在输入文件中准确获取asm指令的二进制操作码，而不是一堆额外的东西？
- You can use objcopy从目标文件生成二进制图像 ：
```
.globl  _start
_start:
    movq $1, %rax
    cpuid

    mov     $60, %rax       # System-call "sys_exit"
    mov     $0, %rdi        # exit code 0
    syscall
```
  然后，$ objcopy -O binary a.out Foo.bin 仅包含指令操作码。
- nasm有一个Foo.bin选项，可以创建汇编代码的二进制表示形式。我使用它来实现bare boot loader for VirtualBox（警告：未记录，仅原型！），以在没有操作系统的情况下直接在VirtualBox图像中启动二进制代码。
一旦我得到3的答案，我怎样才能让我的处理器执行它们？

您将无法在Linux下直接执行原始二进制文件。您需要为此编写自己的加载器或根本不使用操作系统。例如，请参阅上面的裸引导加载程序链接 - 这将操作码写入VirtualBox光盘映像的引导加载程序，以便在启动VirtualBox机器时执行这些指令。

Answer 2

对于GNU工具集，也许有类似于exe2bin实用程序的东西。我已经使用各种版本的exe2bin和Microsoft工具，ARM工具包可以生成二进制文件，但我不记得它是直接来自链接输出还是类似exe2bin。

Answer 3

旧的MS-DOS COM文件格式不包含标头。它实际上只包含二进制可执行代码。但是，代码大小不能超过64kb。我不知道Linux是否可以执行这些。

是否可以使用`as`组装和运行原始CPU指令？

3 个答案: