Question

我正在从程序员那里阅读计算机系统＆＃39;透视，关于链接的章节。它解释了如何使用程序ld在linux x86-64中进行链接。作者声称，为了从可重定位目标文件构建可执行文件，链接器执行两项操作：符号解析和重定位。这是他们对符号分辨率的简要概述：

目标文件定义和引用符号，其中每个符号对应于函数，全局变量或静态变量（即，使用静态属性声明的任何C变量）。符号解析的目的是将每个符号引用与一个符号定义相关联。

但即使他们开始深入描述符号分辨率，他们也不会澄清符号引用的含义。那么可重定位目标文件中引用符号的确切程度如何？

Answer 1

考虑以下来源：

static int foo() { return 42; }
static int bar() { return foo() + 1; }

extern int baz();

int main()
{
  return foo() + bar() + baz();
}

在gcc -c foo.c之后，x86_64 Linux上objdump -d foo.o的输出是：

foo.o:     file format elf64-x86-64

Disassembly of section .text:

0000000000000000 <foo>:
   0:   55                      push   %rbp
   1:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   4:   b8 2a 00 00 00          mov    $0x2a,%eax
   9:   5d                      pop    %rbp
   a:   c3                      retq

000000000000000b <bar>:
   b:   55                      push   %rbp
   c:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   f:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  14:   e8 e7 ff ff ff          callq  0 <foo>
  19:   83 c0 01                add    $0x1,%eax
  1c:   5d                      pop    %rbp
  1d:   c3                      retq

000000000000001e <main>:
  1e:   55                      push   %rbp
  1f:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  22:   53                      push   %rbx
  23:   48 83 ec 08             sub    $0x8,%rsp
  27:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  2c:   e8 cf ff ff ff          callq  0 <foo>
  31:   89 c3                   mov    %eax,%ebx
  33:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  38:   e8 ce ff ff ff          callq  b <bar>
  3d:   01 c3                   add    %eax,%ebx
  3f:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  44:   e8 00 00 00 00          callq  49 <main+0x2b>
  49:   01 d8                   add    %ebx,%eax
  4b:   48 83 c4 08             add    $0x8,%rsp
  4f:   5b                      pop    %rbx
  50:   5d                      pop    %rbp
  51:   c3                      retq

这里有几点需要注意：

请注意bar如何在foo地址拨打0？ objdump如何知道被调用的foo？它真的可以在地址0吗？（大多数现代系统使用PROT_NONE映射虚拟内存的零页面，因此不会发生读取或写入访问。）
请注意来自baz的{{1}}来电与main和foo的来电不同？编译器知道bar和foo相对于调用指令本身的位置，但不知道bar将在哪里。

因此，鉴于以上信息，链接器如何将其变为合理的东西？它不能：这里没有足够的信息。

为了使链接器能够将对baz（我们尚未看到）的引用链接到对baz的调用，它需要其他信息。在ELF系统上，此附加信息将写入此处的特殊部分baz，其中包含：

.rela.text

是本书所讨论的“参考”，但没有定义。它告诉linke：如果你能找到$ readelf -Wr foo.o Relocation section '.rela.text' at offset 0x5d0 contains 1 entries: Offset Info Type Symbol's Value Symbol's Name + Addend 0000000000000045 0000000b00000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 baz - 4的定义（在其他一些对象中），取其地址，并把它（实际上，baz，因为&baz - 4指令是相对的CALL之后的下一个指令进入CALL的{{1}}部分的字节[45-48]。

如果没有这样的定义？链接器将产生错误：

.text

最后，到达上面的第1点：foo.o真的可以在地址0吗？

不，但地址$ gcc foo.o foo.o: In function `main': foo.c:(.text+0x45): undefined reference to `baz' collect2: error: ld returned 1 exit status的{{1}}指令实际上并不是foo。它表示“在呼叫后的下一条指令的地址处调用例程，减去25”。如果最终二进制文件中的调用指令最终位于地址CALL，则该调用的目标将为0x14，这是CALL 0将结束的位置（{{1}之间的距离当链接器将0x400501的{{1}}部分重新定位到不同的地址时，0x4004ed不会改变（尽管链接器放松;但这是另一天的复杂主题）。

Answer 2

受雇俄语的答案很好，但也有一个简短的答案：符号引用是指您使用变量（或函数名称）的任何时候。符号定义创建变量（或函数名称）。

因此，符号定义为int bar;（只要它是全局的）或int foo() { ... }。然后，符号引用为foo(bar)（两个引用：foo和bar）。

究竟什么是目标文件中的符号引用？

2 个答案: