如何防止链接器丢弃函数？

Question

我的 C 代码中有一个函数被隐式调用，并被链接器转储。我怎样才能防止这种现象？

我正在使用 gcc 和链接器标志 -gc-sections 进行编译，我不想从标志中排除整个文件。我尝试使用属性：“used”和“externally_visible”，但都没有奏效。

void __attribute__((section(".mySec"), nomicromips, used)) func(){
...
}

在地图文件上，我可以看到该函数已编译但未链接。我用错了吗？还有其他方法吗？

Answer 1

你误会used attribute

二手

附加到函数的这个属性意味着必须为该函数发出代码，即使看起来该函数没有被引用...

即编译器必须发出函数定义，即使函数出现 不被引用。编译器永远不会断定一个函数是未引用的 如果它有外部链接。所以在这个程序中：

ma​​in1.c

static void foo(void){}

int main(void)
{
    return 0;
}

编译：

$ gcc -c -O1 main1.c

根本没有发出foo 的定义：

$ nm main1.o
0000000000000000 T main

因为foo在翻译单元中没有被引用，不是外部的， 所以可能会被优化出来。

但是在这个程序中：

ma​​in2.c

static void __attribute__((used)) foo(void){}

int main(void)
{
    return 0;
}

__attribute__((used)) 强制编译器发出本地定义：

$ gcc -c -O1 main2.c
$ nm main2.o
0000000000000000 t foo
0000000000000001 T main

但这并不能阻止 链接器 丢弃一个部分 其中定义了foo，在存在-gc-sections 的情况下，即使foo 是外部的，如果该部分未使用：

ma​​in3.c

void foo(void){}

int main(void)
{
    return 0;
}

使用功能部分编译：

$ gcc -c -ffunction-sections -O1 main3.c

foo 的全局定义在目标文件中：

$ nm main3.o
0000000000000000 T foo
0000000000000000 T main

但链接后：

$ gcc -Wl,-gc-sections,-Map=mapfile main3.o

foo 没有在程序中定义：

$ nm a.out | grep foo; echo Done
Done

定义foo的函数部分被丢弃：

地图文件

...
...
Discarded input sections
 ...
 ...
 .text.foo      0x0000000000000000        0x1 main3.o
 ...
 ...

根据 Eric Postpischil 的评论，强制 链接器 保留 一个明显未使用的功能部分，您必须告诉它假设该程序 引用未使用的函数，带有链接器选项{-u|--undefined} foo:

ma​​in4.c

void __attribute__((section(".mySec"))) foo(void){}

int main(void)
{
    return 0;
}

如果你不告诉它：

$ gcc -c main4.c
$ gcc -Wl,-gc-sections main4.o
$ nm a.out | grep foo; echo Done
Done

foo 未在程序中定义。如果你告诉它：

$ gcc -c main4.c
$ gcc -Wl,-gc-sections,--undefined=foo main4.o
$ nm a.out | grep foo; echo Done
0000000000001191 T foo
Done

它被定义了。属性 used 没有用处。

Answer 2

除了这里已经提到的-u，还有另外两种使用 GCC 保留符号的方法。

创建对它的引用而不调用它

这种方法不需要弄乱链接描述文件，这意味着它适用于使用操作系统默认链接描述文件的托管程序和库。

但是它会随着编译器优化设置而变化，并且可能不是很便携。

例如，在带有 LD 2.31.1 的 GCC 7.3.1 中，您可以保留一个函数而不实际调用它，方法是在其地址上调用另一个函数，或在指向其地址的指针上跳转。

bool function_exists(void *address) {
    return (address != NULL);
}

// Somewhere reachable from main
assert(function_exists(foo));
assert(foo != NULL);  // Won't work, GCC optimises out the constant expression
assert(&foo != NULL);  // works on GCC 7.3.1 but not GCC 10.2.1

另一种方法是创建一个包含函数指针的struct，然后您可以将它们全部组合在一起并检查struct 的地址。我经常将它用于中断处理程序。

修改链接描述文件以保留该部分

如果您正在开发托管程序或库，那么更改链接描述文件非常棘手。

即使你这样做了，它也不是很便携，例如 OSX 上的 gcc 实际上并没有使用 GNU 链接器，因为 OSX 使用 Mach-O 格式而不是 ELF。

您的代码已经显示了一个自定义部分，因此您可能正在使用嵌入式系统并且可以轻松修改链接器脚本。

SECTIONS {
    // ...
    .mySec {
        KEEP(*(.mySec));
    }
}