这个怎么理解？

Question

来自this question。

 gcc -c test.s
 objcopy -O binary test.o test.bin

test.o 和 test.bin 有什么区别？

.text
    call start
    str:
        .string "test\n"
    start:
    movl    $4, %eax
    movl    $1, %ebx
    pop     %ecx
    movl    $5, %edx
    int     $0x80
    ret

上面是做什么的？

Answer 1

objcopy -O binary 复制源文件的内容。这里，test.o 是“可重定位目标文件”：即代码，也是符号表和重定位信息，它允许文件与其他文件链接成可执行程序。 objcopy 生成的test.bin 文件只包含代码，没有符号表或重定位信息。这样的“原始”文件对于“普通”编程是无用的，但对于有自己的加载器的代码来说很方便。

我假设您在 32 位 x86 系统上使用 Linux。您的 test.o 文件大小为 515 字节。如果您尝试objdump -x test.o，您会得到以下内容，它描述了test.o 目标文件的内容：

$ objdump -x test.o

test.o:     file format elf32-i386
test.o
architecture: i386, flags 0x00000010:
HAS_SYMS
start address 0x00000000

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         0000001e  00000000  00000000  00000034  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .data         00000000  00000000  00000000  00000054  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .bss          00000000  00000000  00000000  00000054  2**2
                  ALLOC
SYMBOL TABLE:
00000000 l    d  .text  00000000 .text
00000000 l    d  .data  00000000 .data
00000000 l    d  .bss   00000000 .bss
0000000b l       .text  00000000 start
00000005 l       .text  00000000 str

这为您提供了很多信息。特别是，该文件包含一个名为.text 的部分，该部分从文件中的偏移量 0x34（十进制的 52）开始，长度为 0x1e 字节（十进制的 30）。您可以将其反汇编以查看操作码本身：

$ objdump -d test.o

test.o:     file format elf32-i386


Disassembly of section .text:

00000000 <str-0x5>:
   0:   e8 06 00 00 00          call   b <start>

00000005 <str>:
   5:   74 65                   je     6c <start+0x61>
   7:   73 74                   jae    7d <start+0x72>
   9:   0a 00                   or     (%eax),%al

0000000b <start>:
   b:   b8 04 00 00 00          mov    $0x4,%eax
  10:   bb 01 00 00 00          mov    $0x1,%ebx
  15:   59                      pop    %ecx
  16:   ba 05 00 00 00          mov    $0x5,%edx
  1b:   cd 80                   int    $0x80
  1d:   c3                      ret    

这或多或少是您开始使用的程序集。中间的je、jae 和or 操作码是虚假的：这是objdump 试图解释文字字符串（"test\n"，导致字节0x74 0x65 0x73 0x64 0x0a 0x00）作为操作码。 objdump -d 还显示了在 .text 部分中找到的实际字节，即文件中从偏移量 0x34 开始的字节。第一个字节是 0xe8 0x06 0x00...

现在，看看test.bin 文件。它的长度为 30 个字节。让我们看看那些十六进制的字节：

$ hd test.bin
00000000  e8 06 00 00 00 74 65 73  74 0a 00 b8 04 00 00 00  |.....test.......|
00000010  bb 01 00 00 00 59 ba 05  00 00 00 cd 80 c3        |.....Y........|

我们在这里准确地识别出test.o 中.text 部分的30 个字节。这就是objcopy -O binary 所做的：它提取了文件内容，即唯一的非空部分，即原始操作码本身，删除了其他所有内容，尤其是符号表和重定位信息。

重定位是关于在给定代码段中必须更改的内容，以便它在存储在内存中的给定位置时正常运行。例如，如果代码使用一个变量并希望获得该变量的地址，那么重定位信息将包含一个条目，告诉将代码实际放入内存的人（通常是链接器） ：“在代码中，当你知道变量实际在哪里时，写下变量地址”。有趣的是，您展示的代码不需要重定位：字节序列可以写入任意内存位置并按原样执行。

让我们看看代码做了什么。

• call 操作码跳转到偏移 0x0b 处的mov 指令。此外，由于这是一个call，它会将返回地址压入堆栈。返回地址是调用完成后应继续执行的位置，即到达ret 操作码时。这是call 操作码后面的字节地址。这里，该地址是文字字符串"test\n" 的第一个字节的地址。
• 两个movl 分别加载%eax 和%ebx 的数值4 和1。
• pop 操作码从堆栈中删除顶部元素，将其存储在 %ecx 中。这个顶级元素是什么？这正是call操作码压入堆栈的地址，即文字字符串的第一个字节的地址。
• 第三个movl 加载%edx，数值为5。
• int $0x80 是 32 位 x86 Linux 上的系统调用：它调用内核。内核将查看寄存器以知道该做什么。内核首先查看%eax获取“系统调用号”；在 32 位 x86 上，“4”是__NR_write，即write() 系统调用。此调用需要三个参数，按顺序在寄存器%ebx、%ecx 和%edx 中。这些是目标文件描述符（此处为 1：这是标准输出）、指向要写入的数据的指针（此处为文字字符串）和要写入的数据的长度（此处为 5，对应于四个字母和换行符特点）。所以这会在标准输出上写入"test\n"。
• 最终的ret 返回给调用者。 ret 从堆栈中弹出一个值，然后跳转到该地址。这假定此代码块是使用 call 操作码调用的。

因此，总而言之，代码打印出 test 并带有换行符。

让我们用自定义加载器试试吧：

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>

int
main(void)
{
        void *p;
        int f;

        p = mmap(NULL, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE,
                MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
        f = open("test.bin", O_RDONLY);
        read(f, p, 30);
        close(f);
        mprotect(p, 30, PROT_READ | PROT_EXEC);
        ((void (*)(void))p)();
        return 0;
}

（上面的代码没有测试返回值是否有错误，这当然很糟糕。）

在这里，我用mmap() 分配了一个内存页（4096 字节），请求一个我可以读写的页。 p 指向那个块。然后，使用open()、read() 和close()，我将test.bin 文件的内容（30 个字节）读入该块。

mprotect() 调用指示内核更改我的页面的访问权限：现在，我希望能够执行这些字节，即将它们视为机器代码。我放弃了写入块的权利（取决于确切的内核配置，可能禁止拥有一个既可以写入又可以执行的页面）。

神秘的((void (*)(void))p)(); 是这样写的：我接受p；我将它转换为指向不带参数且不返回任何函数的函数的指针；我调用那个函数。这是用于将call 放入我的数据块的 C 语法。

当我运行该程序时，我得到：

$ ./blah
test

这是预期的结果：test.bin 中的代码在标准输出上写出 test。

Answer 2

.o 是预链接器，.bin 是后链接器。 这是一篇关于链接器的维基百科文章： http://en.wikipedia.org/wiki/Linker_(computing) 我相信你可以从那里得到重点:)