Cargo 创建空的 ELF 文件答案

【问题标题】：Cargo creates empty ELF fileCargo 创建空的 ELF 文件
【发布时间】：2017-10-20 14:59:15
【问题描述】：

我正在尝试通过使用"linker-flavor":"gcc" 编写自定义目标.json 文件来使用this answer。我的完整目标.json 文件是：

{
  "llvm-target": "avr-atmel-none",
  "cpu": "atmega328p",
  "target-endian": "little",
  "target-pointer-width": "16",
  "os": "none",
  "target-env": "gnu",
  "target-vendor": "unknown",
  "arch": "avr",
  "data-layout": "e-p:16:16:16-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:64:64-f32:32:32-f64:64:64-n8",

  "executables": true,

  "linker": "avr-gcc",
  "linker-flavor": "gcc",
  "pre-link-args": {
    "gcc": ["-Os -mmcu=atmega328p"]
  },
  "exe-suffix": ".elf",
  "post-link-args": {
    "gcc": ["-Wl,--gc-sections"]
  },

  "no-default-libraries": false
}

运行 cargo build 并没有任何错误消息：

$ cargo build --release -v
   Compiling core v0.1.0 (https://github.com/gergoerdi/rust-avr-libcore-mini?rev=adda44aa91ac517aab6915447592ee4cad26564c#adda44aa)
     Running `rustc --crate-name core /home/cactus/.cargo/git/checkouts/rust-avr-libcore-mini-37e279d93a70b45a/adda44a/src/lib.rs --crate-type lib --emit=dep-info,link -C opt-level=3 -C metadata=655bb622dd229da9 -C extra-filename=-655bb622dd229da9 --out-dir /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps --target avr-atmega328p -L dependency=/home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps -L dependency=/home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/release/deps --cap-lints allow`
   Compiling chip8-engine v0.1.0 (https://github.com/gergoerdi/rust-avr-chip8-engine?rev=c6f88737bae4dae0bd6c5c2bbc73737e6dfadfcd#c6f88737)
     Running `rustc --crate-name chip8_engine /home/cactus/.cargo/git/checkouts/rust-avr-chip8-engine-4bce60f3f178d33a/c6f8873/src/lib.rs --crate-type lib --emit=dep-info,link -C opt-level=3 -C metadata=2197ff1f15f697c9 -C extra-filename=-2197ff1f15f697c9 --out-dir /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps --target avr-atmega328p -L dependency=/home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps -L dependency=/home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/release/deps --extern core=/home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/libcore-655bb622dd229da9.rlib --cap-lints allow`
   Compiling chip8-avr v0.1.0 (file:///home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr)
     Running `rustc --crate-name chip8_avr src/main.rs --crate-type bin --emit=dep-info,link -C opt-level=3 -C metadata=014a8fed19cbc611 -C extra-filename=-014a8fed19cbc611 --out-dir /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps --target avr-atmega328p -L dependency=/home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps -L dependency=/home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/release/deps --extern chip8_engine=/home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/libchip8_engine-2197ff1f15f697c9.rlib --extern core=/home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/libcore-655bb622dd229da9.rlib`
    Finished release [optimized] target(s) in 15.99 secs

但是，生成的 ELF 文件的 .text 部分是空的：

$ avr-objdump -h target/avr-atmega328p/release/chip8-avr.elf 

target/avr-atmega328p/release/chip8-avr.elf:     file format elf32-avr

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         00000000  00000000  00000000  00000074  2**1
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .data         00000000  00800060  00000000  00000074  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .stab         0000012c  00000000  00000000  00000074  2**2
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
  3 .stabstr      0000005d  00000000  00000000  000001a0  2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
  4 .comment      00000011  00000000  00000000  000001fd  2**0
                  CONTENTS, READONLY

所以为了弄清楚发生了什么，我想我会替换我的avr-gcc 用一个小的 shellscript 记录它的参数，然后再将它传递给真正的avr-gcc 可执行文件。

这表明rustc/cargo 正在尝试运行以下命令执行链接的命令行：

/usr/bin/avr-gcc -Os -mmcu=atmega328p \
  -L /home/cactus/prog/rust/rust-avr/build/build/x86_64-unknown-linux-gnu/stage1/lib/rustlib/avr-atmega328p/lib \
  /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/chip8_avr-014a8fed19cbc611.0.o \
  -o /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/chip8_avr-014a8fed19cbc611.elf \
  -Wl,--gc-sections \
  -L /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps -L /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/release/deps -L /home/cactus/prog/rust/rust-avr/build/build/x86_64-unknown-linux-gnu/stage1/lib/rustlib/avr-atmega328p/lib \
  -Wl,-Bstatic /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/libchip8_engine-2197ff1f15f697c9.rlib \
  /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/libcore-655bb622dd229da9.rlib \
  -Wl,-Bdynamic -Wl,--gc-sections

如果我手动运行完全相同的命令，使用完全相同的环境变量，我会得到一个很好的 ELF 文件正确的内容（注意它的.text 部分不为空）：

$ /usr/bin/avr-gcc -Os -mmcu=atmega328p -L /home/cactus/prog/rust/rust-avr/build/build/x86_64-unknown-linux-gnu/stage1/lib/rustlib/avr-atmega328p/lib /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/chip8_avr-014a8fed19cbc611.0.o -o /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/chip8_avr-014a8fed19cbc611.elf -Wl,--gc-sections -L /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps -L /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/release/deps -L /home/cactus/prog/rust/rust-avr/build/build/x86_64-unknown-linux-gnu/stage1/lib/rustlib/avr-atmega328p/lib -Wl,-Bstatic /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/libchip8_engine-2197ff1f15f697c9.rlib /home/cactus/prog/rust/avr/chip8-avr/target/avr-atmega328p/release/deps/libcore-655bb622dd229da9.rlib -Wl,-Bdynamic -Wl,--gc-sections
$ avr-objdump -h target/avr-atmega328p/release/deps/chip8_avr-014a8fed19cbc611.elf  
target/avr-atmega328p/release/deps/chip8_avr-014a8fed19cbc611.elf:     file format elf32-avr

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .data         0000020e  00800100  00001a56  00001af0  2**4
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  1 .text         00001a56  00000000  00000000  00000094  2**1
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  2 .bss          000001fa  0080030e  0080030e  00001cfe  2**0
                  ALLOC
  3 .stab         000007ec  00000000  00000000  00001d00  2**2
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
  4 .stabstr      000000b0  00000000  00000000  000024ec  2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
  5 .comment      00000011  00000000  00000000  0000259c  2**0
                  CONTENTS, READONLY

那么为什么cargo 会默默地生成一个无意义的空 ELF 文件，如果从 shell 运行（假定）相同的命令会生成有效的 ELF 文件？

【问题讨论】：

标签： linker rust rust-cargo

【解决方案1】：

这是由目标.json 文件中的错误引起的；具体来说，这部分：

"pre-link-args": {
  "gcc": ["-Os -mmcu=atmega328p"]
},

参数直接作为argv传递给链接器，所以这里需要将多个参数拆分为数组的多个元素：

"pre-link-args": {
  "gcc": ["-Os", "-mmcu=atmega328p"]
},

使用avr-gcc的特殊日志版本时没有出现这个问题的原因是日志只包含所有参数一起，所以两种表示之间没有区别。

至于avr-gcc '-Os -mmcu=atmega328p' 创建一个空的.elf 文件，这似乎只是未指定任何（有效）-mmcu 参数的副作用。

【讨论】：