GCC - 如何告诉链接器不要跳过未使用的部分

Question

我的问题如下：

我正在尝试编写嵌入式应用程序，它必须提供自己的链接器脚本（使用 arm-none-eabi-gcc 编译器/链接器）。

嵌入式引导加载程序加载二进制文件并从 0x8000 地址开始，这就是为什么我需要一个专用的链接器脚本，它允许我将所需的启动功能放入该地址。脚本代码如下：

MEMORY
{
    ram : ORIGIN = 0x8000, LENGTH = 0x1000
}

SECTIONS
{
    .start : { *(.start) } > ram
    .text : { *(.text*) } > ram
    .bss : { *(.bss*) } > ram
}

有了这个，我现在想做的是有一个函数，它将被插入到 .start 部分，所以它位于 0x8000 的开头。为此，在我的库中，我使用以下函数：

__attribute__((section(".start"))) void notmain() {
    main();
}

这似乎工作正常，但后来我将此库与函数notmain 与项目链接，该项目定义了main() 函数。在链接过程中，我可以看到 .start 部分不再存在并且 notmain 符号 完全失踪了。当我将 notmain 函数移出库（进入项目）时，一切都很好。

我的理解是，链接器看到，我的应用程序中根本没有使用 .start 部分，这使得它跳过了所有部分。我已经尝试向函数 notmain 添加几个属性，例如 (__attribute__((used)) __attribute__((externally_visible)))，但它也不起作用（最终二进制文件中仍然缺少 notmain）。

CMake 源码如下：

** 项目**

project(AutomaticsControlExample)

enable_language(ASM)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

set(SOURCES main.cpp PID.hpp)
set(DEPENDENCIES RPIRuntime PiOS)

add_executable(${PROJECT_NAME} ${SOURCES})
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${DEPENDENCIES})
add_custom_command(TARGET ${PROJECT_NAME} POST_BUILD
        COMMAND ${CMAKE_OBJDUMP} -D ${PROJECT_NAME}
        COMMAND ${CMAKE_OBJDUMP} -D ${PROJECT_NAME} > ${PROJECT_NAME}.list
        COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} ${PROJECT_NAME} -O binary ${PROJECT_NAME}.bin
        COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} ${PROJECT_NAME} -O ihex ${PROJECT_NAME}.hex)

** 图书馆 **

project(RPIRuntime)

enable_language(ASM)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

set(LINKER_SCRIPT memmap)
set(LINKER_FLAGS "-T ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/${LINKER_SCRIPT}")


set(SOURCES
        notmain.cpp
        assert.cpp)

add_library(${PROJECT_NAME} STATIC ${SOURCES})
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${LINKER_FLAGS})

我的问题是：有什么方法可以防止链接器省略链接 .start 部分？

Answer 1

如您所知，静态库是目标文件的ar 存档。

假设libfoobar.a 只包含foo.o 和bar.o。联动：

g++ -o prog a.o foo.o bar.o     # A

不与链接相同：

g++ -o prog a.o -lfoobar.   # B

链接器无条件地使用链接序列中的每个目标文件， 所以在A的情况下，它会在prog中链接a.o、foo.o、bar.o。

链接器不无条件地使用属于 链接序列中的静态库。静态库是一种提供给 链接器是一堆目标文件，从中挑选它需要的文件。

假设a.o 调用函数foo，该函数在foo.o 中定义，并且 a.o 没有引用 bar.o 中定义的任何内容。

在这种情况下，链接器无条件地将a.o 链接到prog，之后 prog 包含对 foo 的未定义引用，链接器需要一个 定义。接下来它到达libfoobar.a 并检查存档（通过它的索引， 通常）查看档案的任何成员是否定义了foo。它发现foo.o 确实 所以。所以它从档案中提取foo.o 并链接它。它不需要定义 对于bar.o 中定义的任何符号，因此不会将bar.o 添加到链接中。这 链接B 完全一样：

g++ -o prog a.o foo.o

另一方面，假设a.o 调用bar，它在bar.o 中定义， 并引用 foo.o 中未定义的任何内容。在这种情况下，链接B 是 完全一样：

g++ -o prog a.o bar.o

因此，您插入到静态库中用于链接的目标文件 默认情况下，您的可执行文件永远不会被链接，除非它提供了定义 至少一个在目标文件中被引用但未定义的符号 已经链接了。

您的函数notmain 没有在唯一的目标文件main.o 中被引用 您在程序中明确链接。因此，当main.o 链接到您的程序时， 该程序不包含对notmain 的未定义引用：链接器不需要定义 notmain - 它从未听说过 notmain - 并且不会链接任何目标文件 从静态库中获取notmain 的定义。这没什么 与链接部分有关。

将普通程序与静态库链接时，理所当然 你这样做：

g++ -o prog main.o x.o ... -ly -lz ....

其中*.o 文件之一——比如main.o——是定义main 函数的目标文件。你从来没有 将main.o 放入其中一个静态库中。那是因为，在一个普通的程序中， main 不会在您显式链接的任何其他目标文件中调用， 因此，如果 main.o 在您的某个库中，则链接：

g++ -o prog x.o ... -ly -lz ...

不需要在-ly -lz ... 的任何一个处找到main 的定义，也没有定义 的main 将被链接。

情况与您的notmain 相同。如果您希望它链接，您可以执行以下操作之一：-

1. 将-Wl,--undefined=notmain 添加到您的链接选项（将notmain 替换为 notmain 的错位名称，用于 C++）。这将使链接器假定它具有 对notmain 的未定义引用，即使它没有看到任何内容。

2. 将命令 EXTERN(notmain) 添加到您的链接器脚本（再次使用 mangling 对于 C++）。这相当于 1。

3. 显式链接定义notmain 的对象文件。不要把它放在静态库中。

3 实际上就是您在发现以下情况时所做的：

当我将 notmain 函数移出库（进入项目）时，一切都很好。

但是，对于 3，您不需要在您的项目和任何其他项目中编译 notmain.cpp 需要notmain.o的项目。您可以独立构建它，安装它 在 /usr/local/lib 中并明确添加 /usr/local/lib/notmain.o 到 您的项目的链接。那将遵循 GCC 本身的示例，该示例明确 链接普通程序的crt*.o启动文件，只需附加它们的 链接的绝对名称，例如

/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/6/../../../x86_64-linux-gnu/crti.o
...
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/6/../../../x86_64-linux-gnu/crtn.o