编译平面库？答案

【问题标题】：Compiling a flat library?编译平面库？
【发布时间】：2021-08-08 15:32:04
【问题描述】：

由于没有更好的术语，我想将一组函数编译成一个平面库。有很多函数，比如

// add.c
int add (int a, int b) {
    return a + b;
}

// multiply.c
int multiply (int a, int b) {
    int result = 0;

    if (a >= 0)
        for (; a > 0; --a) result = add(result, b);
    else
        for (; a < 0; ++a) result = add(result, b);

    return result;
}

// double.c
int two = 2;
int double_ (int x) {
    return multiply(x, two);
}

编译后的二进制文件应该有

没有main 或__start 入口点（它是一个库，而不是可执行文件），
只有指令和数据，没有标题，
与位置无关的代码，
没有外部依赖项（我没有使用任何外部库，但 GCC 似乎总是包含我不需要的标准库内容），并且
几乎没有填充（即没有过多的空字节用于页面/扇区对齐）

为了能够从二进制文件外部调用函数，我需要知道它们从二进制文件开头的偏移量，或在二进制文件的开头有一个跳转表。

使用 GCC 第 3 点和第 4 点可能可以通过 -fPIC 和 -nostdlib 来实现。如果这些函数彼此独立，我可以通过简单地单独编译文件并手动连接它们来实现 5. 这也会给我函数偏移量，但这里的函数不是相互独立的，所以我依靠 GCC用最小的填充将函数缝合在一起。对于第 2 点，可能有一些 objcopy --oformat binary 技巧或类似的东西。但我不知道如何让第 1 点起作用。到目前为止，我在网上找到的每一个指南都用于编译自定义/“hello world”内核，所有这些内核都是可执行文件并具有入口点。如果我不提供入口点ld 抱怨找不到符号__start。此外，我不知道如何获取已编译二进制文件的函数偏移量或如何告诉 GCC 包含一个跳转表（两者中的任何一个都可能）。

关于如何编译上面的示例以使编译的二进制文件满足点 1 到 5 并且可以从二进制文件外部调用（通过偏移量或通过开头的跳转表）有什么想法吗？

【问题讨论】：

标签： gcc

【解决方案1】：

在意识到我的需求有点像为存储空间很小的嵌入式设备编译东西后，我查看了如何为嵌入式设备编译固件，发现可以使用linker scripts 微调链接器。我最终编写了自己的链接器脚本，如下所示：

// File: link.ld
OUTPUT(test.bin);
OUTPUT_FORMAT(binary);

SECTIONS {
    .text 0 : {
        add.o(.text);
        multiply.o(.text);
        double.o(.text);
    }
    /DISCARD/ : {
        *(*)
    }
}

现在，我可以编译我的源代码了

gcc -c -fPIC -nostartfiles -nostdlib add.c multiply.c double.c
ld -M -T link.ld

第一行编译 (-c) 源代码为位置无关 (-fPIC) 目标文件 (*.c -> *.o) 没有标准库 (-nostartfiles -nostdlib)，第二行基本上采用目标文件的.text 部分并将它们连接起来，并打印出（-M）输出文件的部分布局，包括所有符号的偏移量。

【讨论】：