assembly - 如何使用汇编制作小型二进制文件？

Question

我正在为我的一些项目编写一些汇编代码，我看到了一些有趣的东西。链接时二进制文件的大小非常大。所以我测试了又测试，即使使用尽可能少的代码行，输出的 Elf 二进制文件也很大。例如:

.section .text
.global _start
_start:
    movl $1,%eax
    movl $0,%ebx
    int $0x80

组装并链接以上代码后，结果二进制文件超过 4kb!有趣的是，大部分二进制文件都用零填充。
我尝试了很多方法来找出失败的原因。
有人可以向我解释一下这里有什么问题吗？

我只是组装并链接文件:

as -o <OBJ_NAME> <SOURCE NAME>
ld -o <ELF_NAME> <OBJ_NAME>

推荐任何形式的资源以供进一步阅读都会很好。

正如你可能猜到的，我使用 64 位 GNU/Linux

谢谢。

Answer 1

这与对齐有关。请参阅readelf -eW <ELF_NAME> 。有趣的是

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Address          Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            0000000000000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] .text             PROGBITS        0000000000401000 001000 00000c 00  AX  0   0  1

注意 Off柱子。这是文件中的偏移量，.text部分以 0x1000 开头，即 4K。

如果您查看程序标题，会看到相同的图片。填充零的空间位于 ELF header 末尾和 0x1000 之间。

这是为什么？

首先，因为 ELF 标准规定

Loadable process segments must have congruent values for p_vaddr and p_offset, modulo the page size.

(参见man elf)。您的系统(我的系统)上的页面大小是 4K。这是您在 p_align 中看到的值.

其次，链接器分配给“文本”段开头的虚拟地址 - 与 .text 相同。此处的部分，因为这就是该部分包含的全部内容 - 是 0x0000000000401000 。因此，文件中“文本”段偏移量的十六进制表示必须以 000 结尾。 。但是 0 已经被包含 ELF header (文件的最开头)的只读段占用。第二个选择是0x1000 .

为什么链接器选择 0x401000 作为文本部分的虚拟地址？我不知道。我认为，如果稍微调整链接器脚本，您将能够得到更小的结果可执行文件。

<小时/>

正如 Peter 和其他人指出的那样，可以使用 -n 禁用页面大小对齐。链接器选项:

'-n'
'--nmagic'
    Turn off page alignment of sections, and disable linking against
    shared libraries[…]

这样我就得到了

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Address          Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 1] .text             PROGBITS        0000000000400078 000078 00000c 00  AX  0   0  1

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr           PhysAddr           FileSiz  MemSiz   Flg Align
  LOAD           0x000078 0x0000000000400078 0x0000000000400078 0x00000c 0x00000c R E 0x1

可执行文件的大小降至 664 字节(strip ping 后为 344 字节)。

<小时/>

通过 GNU ld，您可以使用链接器脚本来精细控制链接器输出文件的布局。 ld.bfd (通常也称为 ld )如果用户未指定，则解释默认链接器脚本。可以通过 ld --verbose 获得。然后，您可以编辑它并提供您的版本，而不是使用 -T <your-script> 的默认版本。 .

我删除了第一次出现的

. = ALIGN(CONSTANT (MAXPAGESIZE));

(在 .text 之前)并获得 720(在 strip ped 时为 400)字节。这与使用-n的结果不同。选项。您仍然获得 2 个可加载段，以及它们的 p_align仍然是0x1000 .

拥有p_align会对效率产生影响<MAX_PAGE_SIZE我不完全明白。 (由于地址计算更困难，页面加载速度不会那么快？我认为应该有更好的解释。)如果您了解更多相关信息或解释位置，请随意编辑答案。