Rust 自定义裸机编译目标：链接器需要“_start”符号并丢弃未使用的符号：如何指定自定义条目符号？

Question

我正在用 Rust 交叉编译 x86 的裸机 32 位代码，我面临的问题是，如果入口函数没有完全调用 _start，最终目标文件是空的；链接器会丢弃所有代码，因为它认为它已经死了。我很熟悉这个事实，_start 是一个众所周知的入口点名称，但问题仍然是：

Rust、LLVM 或 Linker 中的哪个部分强制执行此操作？ extern "C" fn ...、#[no_mangle] 或 #[export_name = "foobar"] 等属性也不起作用（被链接器丢弃）。我的猜测是，它不是 Rust 编译器，而是链接器。如您所见，在我的例子中，我使用rust-lld 作为链接器，使用ld.lld 作为链接器风格（见下文）。

1. 所需的_start-来自哪里？为什么链接器会丢弃我的其他代码？
2. 为链接器指定自定义入口点的最佳选择是什么？

x86-unknown-bare_metal.json

{
  "llvm-target": "i686-unknown-none",
  "data-layout": "e-m:e-i32:32-f80:128-n8:16:32-S128-p:32:32",
  "arch": "x86",
  "target-endian": "little",
  "target-pointer-width": "32",
  "target-c-int-width": "32",
  "os": "none",
  "executables": true,
  "linker-flavor": "ld.lld",
  "linker": "rust-lld",
  "panic-strategy": "abort",
  "disable-redzone": true,
  "features": "+soft-float,+sse"
}

我每晚都使用 Rust 1.54.0，并在 Linux 5.8.0 系统上构建它。

我花了一些时间在互联网上搜索并找到了讨论，Rust 最终应该得到一个 #[entrypoint="foobar 注释或类似的东西，但不幸的是我没有找到一个可用的解决方案。

我的尝试是追加

"pre-link-args": {
  "ld.lld": [
    "-e,foobar"
  ]
}

到目标定义（也称为 foobar 的函数）但目标文件仍然是空的。另一种尝试是保留所有死代码。这可行，但这个解决方案很脏。

最小代码示例：

// disable rust standard library
#![no_std]
// disables Rust runtime init,
#![no_main]

// see https://docs.rust-embedded.org/embedonomicon/smallest-no-std.html
#![feature(lang_items)]

// see https://docs.rust-embedded.org/embedonomicon/smallest-no-std.html
#[lang = "eh_personality"]
extern "C" fn eh_personality() {}

use core::panic::PanicInfo;
use core::sync::atomic;
use core::sync::atomic::Ordering;

#[no_mangle]
/// The name **must be** `_start`, otherwise the compiler doesn't output anything
/// to the object file. I don't know why it is like this.
/// Also `pub` or `pub extern "C"` doesn't work
fn _start() -> ! {
    loop {}
}

#[inline(never)]
#[panic_handler]
fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! {
    loop {
        atomic::compiler_fence(Ordering::SeqCst);
    }
}

Answer 1

新答案 [解决方案]

真正的解决方案非常简单，但很难找到，因为在这个相对无证的领域很难挖掘出可能的选择和解决方案。我发现llvm-ld 使用与GNU ld 相同的选项。所以我检查了GNU ld 链接选项并找到了解决方案。必须是

"pre-link-args": {
  "ld.lld": [
    "--entry=entry_32_bit"
  ]
}

值是文件中函数的名称。函数必须用#[no_mangle]注解。

另见：https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Link-Options.html

旧答案：

一个快速且非常肮脏的解决方案是

#[no_mangle]
/// The name **must be** `_start`, otherwise the compiler doesn't output anything
/// to the object file. I don't know it is like this.
fn _start() -> ! {
    entry_32_bit();
}

#[no_mangle]
#[inline(never)]
fn entry_32_bit() -> ! {
    loop {}
}

这样，可以直接从汇编中跳转到符号entry_32_bit。但这个“解决方案”远非理想！尤其是当你想将多个 bin 链接在一起时，会出现名称冲突。