计算机系统基础第四篇-6 elf文件的链接

链接两步
elf文件链接分成两个步骤，第一步是符号解析，第二步是重定位。
1.1 符号解析

1.2 重定位
可重定位目标文件

linux平台下，可重定位目标文件为elf文件，elf由多个节构成。

3.可执行目标文件

4.readelf工具的使用
首先新建一个main.cpp文件，内容为：

#include <iostream>
using namespace std;
int g_index = 100;int sum(int a, int b)
{int target = 0;target = a + b;return target;
}int main()
{int index1 = sum(45,54);int index2 = 100;int result = index1 + index2 + g_index;cout << result <<endl;return 0;
}

编译生成main.o文件

g++ -c main.cpp

4.1 查看elf文件头

readelf -h main.o
ELF 头：Magic：   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 类别:                              ELF64数据:                              2 补码，小端序 (little endian)版本:                              1 (current)OS/ABI:                            UNIX - System VABI 版本:                          0类型:                              REL (可重定位文件)系统架构:                          Advanced Micro Devices X86-64版本:                              0x1入口点地址：               0x0程序头起点：          0 (bytes into file)Start of section headers:          1840 (bytes into file)标志：             0x0本头的大小：       64 (字节)程序头大小：       0 (字节)Number of program headers:         0节头大小：         64 (字节)节头数量：         14字符串表索引节头： 11

4.2 查看节头表

readelf -S main.o
共有 14 个节头，从偏移量 0x730 开始：节头：[号] 名称              类型             地址              偏移量大小              全体大小          旗标   链接   信息   对齐[ 0]                   NULL             0000000000000000  000000000000000000000000  0000000000000000           0     0     0[ 1] .text             PROGBITS         0000000000000000  0000004000000000000000cb  0000000000000000  AX       0     0     1[ 2] .rela.text        RELA             0000000000000000  000005280000000000000120  0000000000000018   I      12     1     8[ 3] .data             PROGBITS         0000000000000000  0000010c0000000000000004  0000000000000000  WA       0     0     4[ 4] .bss              NOBITS           0000000000000000  000001100000000000000001  0000000000000000  WA       0     0     1[ 5] .init_array       INIT_ARRAY       0000000000000000  000001100000000000000008  0000000000000000  WA       0     0     8[ 6] .rela.init_array  RELA             0000000000000000  000006480000000000000018  0000000000000018   I      12     5     8[ 7] .comment          PROGBITS         0000000000000000  000001180000000000000036  0000000000000001  MS       0     0     1[ 8] .note.GNU-stack   PROGBITS         0000000000000000  0000014e0000000000000000  0000000000000000           0     0     1[ 9] .eh_frame         PROGBITS         0000000000000000  000001500000000000000098  0000000000000000   A       0     0     8[10] .rela.eh_frame    RELA             0000000000000000  000006600000000000000060  0000000000000018   I      12     9     8[11] .shstrtab         STRTAB           0000000000000000  000006c0000000000000006a  0000000000000000           0     0     1[12] .symtab           SYMTAB           0000000000000000  000001e80000000000000228  0000000000000018          13    12     8[13] .strtab           STRTAB           0000000000000000  000004100000000000000118  0000000000000000           0     0     1
Key to Flags:W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), l (large)I (info), L (link order), G (group), T (TLS), E (exclude), x (unknown)O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)

4.3 查看符号表

readelf -s main.oSymbol table '.symtab' contains 23 entries:Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND 1: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS main.cpp2: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    1 3: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    3 4: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    4 5: 0000000000000000     1 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    4 _ZStL8__ioinit6: 0000000000000078    62 FUNC    LOCAL  DEFAULT    1 _Z41__static_initializati7: 00000000000000b6    21 FUNC    LOCAL  DEFAULT    1 _GLOBAL__sub_I_g_index8: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    5 9: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    8 10: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    9 11: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    7 12: 0000000000000000     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    3 g_index13: 0000000000000000    33 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 _Z3sumii14: 0000000000000021    87 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 main15: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND _ZSt4cout16: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND _ZNSolsEi17: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND _ZSt4endlIcSt11char_trait18: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND _ZNSolsEPFRSoS_E19: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND _ZNSt8ios_base4InitC1Ev20: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL HIDDEN   UND __dso_handle21: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND _ZNSt8ios_base4InitD1Ev22: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND __cxa_atexit

4.4 查看重定位信息

readelf -r main.o重定位节 '.rela.text' 位于偏移量 0x528 含有 12 个条目：偏移量          信息           类型           符号值        符号名称 + 加数
000000000034  000d00000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 _Z3sumii - 4
00000000004c  000c00000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 g_index - 4
00000000005b  000f0000000a R_X86_64_32       0000000000000000 _ZSt4cout + 0
000000000060  001000000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 _ZNSolsEi - 4
000000000065  00110000000a R_X86_64_32       0000000000000000 _ZSt4endlIcSt11char_tr + 0
00000000006d  001200000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 _ZNSolsEPFRSoS_E - 4
000000000096  00040000000a R_X86_64_32       0000000000000000 .bss + 0
00000000009b  001300000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 _ZNSt8ios_base4InitC1E - 4
0000000000a0  00140000000a R_X86_64_32       0000000000000000 __dso_handle + 0
0000000000a5  00040000000a R_X86_64_32       0000000000000000 .bss + 0
0000000000aa  00150000000a R_X86_64_32       0000000000000000 _ZNSt8ios_base4InitD1E + 0
0000000000af  001600000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 __cxa_atexit - 4重定位节 '.rela.init_array' 位于偏移量 0x648 含有 1 个条目：偏移量          信息           类型           符号值        符号名称 + 加数
000000000000  000200000001 R_X86_64_64       0000000000000000 .text + b6重定位节 '.rela.eh_frame' 位于偏移量 0x660 含有 4 个条目：偏移量          信息           类型           符号值        符号名称 + 加数
000000000020  000200000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 .text + 0
000000000040  000200000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 .text + 21
000000000060  000200000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 .text + 78
000000000080  000200000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 .text + b6

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