【问题标题】:C kernel compilation: GCC LD undefined reference to `___main'C 内核编译:GCC LD 未定义对 `___main' 的引用
【发布时间】:2021-01-14 07:07:43
【问题描述】:

所以我正在尝试将 C 文件编译为 .bin,然后在我的第一阶段引导加载程序之后将其添加到 .img 文件中。
我在answer 用户Michael Petch 中找到了这些 bash 命令:

gcc -g -m32 -c -ffreestanding -o kernel.o kernel.c -lgcc
ld -melf_i386 -Tlinker.ld -nostdlib --nmagic -o kernel.elf kernel.o
objcopy -O binary kernel.elf kernel.bin

并使用了这个 C 代码(取自相同的答案,保存为 kernel.c):

/* This code will be placed at the beginning of the object by the linker script */
__asm__ ("jmp _main\r\n");

int main(){
    /* Do Stuff Here*/

    return 0; /* return back to bootloader */
}

我在 cygwin 中执行了这些命令,结果如下:

ld: kernel.o: in function `main':
/cygdrive/d/Work/asm/kernel.c:4: undefined reference to `___main'
objcopy: 'kernel.elf': No such file

linker.ld 文件在这里:

OUTPUT_FORMAT(elf32-i386)
ENTRY(_main)

SECTIONS
{
    . = 0x9000;
    .text : { *(.text.start) *(.text) }
    .data : { *(.data) }
    .bss  : { *(.bss) *(COMMON) }
}

我已经使用objdump 对 kernel.o 文件进行了反汇编,结果如下:

> objdump -d -j .text kernel.o

kernel.o:     file format pe-i386


Disassembly of section .text:

00000000 <.text>:
   0:   eb 00                   jmp    2 <_main>

00000002 <_main>:
   2:   55                      push   %ebp
   3:   89 e5                   mov    %esp,%ebp
   5:   83 e4 f0                and    $0xfffffff0,%esp
   8:   e8 00 00 00 00          call   d <_main+0xb>
   d:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  12:   c9                      leave
  13:   c3                      ret

这是gcc -v 的结果,如果这也有帮助的话:

Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/10/lto-wrapper.exe
Target: x86_64-pc-cygwin
Configured with: /mnt/share/cygpkgs/gcc/gcc.x86_64/src/gcc-10.2.0/configure --srcdir=/mnt/share/cygpkgs/gcc/gcc.x86_64/src/gcc-10.2.0 --prefix=/usr --exec-prefix=/usr --localstatedir=/var --sysconfdir=/etc --docdir=/usr/share/doc/gcc --htmldir=/usr/share/doc/gcc/html -C --build=x86_64-pc-cygwin --host=x86_64-pc-cygwin --target=x86_64-pc-cygwin --without-libiconv-prefix --without-libintl-prefix --libexecdir=/usr/lib --with-gcc-major-version-only --enable-shared --enable-shared-libgcc --enable-static --enable-version-specific-runtime-libs --enable-bootstrap --enable-__cxa_atexit --with-dwarf2 --with-tune=generic --enable-languages=c,c++,fortran,lto,objc,obj-c++ --enable-graphite --enable-threads=posix --enable-libatomic --enable-libgomp --enable-libquadmath --enable-libquadmath-support --disable-libssp --enable-libada --disable-symvers --with-gnu-ld --with-gnu-as --with-cloog-include=/usr/include/cloog-isl --without-libiconv-prefix --without-libintl-prefix --with-system-zlib --enable-linker-build-id --with-default-libstdcxx-abi=gcc4-compatible --enable-libstdcxx-filesystem-ts
Thread model: posix
Supported LTO compression algorithms: zlib zstd
gcc version 10.2.0 (GCC)

我做错了什么?这是由cygwin引起的吗?如果是,我可以在 Windows 上使用其他选项吗? (我尝试过 MSVC,但这太可怕了)

另外,我的引导加载程序没有使用任何.section 伪操作(我不知道如何正确使用它们),这是否会在未来引起任何问题,它是否可以在编译后的 C 程序中正常工作?

【问题讨论】:

  • 因为您选择不使用交叉编译器,所以您必须处理 Windows 命名约定的细微差别和其他奇怪的问题。这适用于 Cygwin 和 MinGW 的本机 Windows 编译器。我的理解是,使用 CygWin 它会寻找一个名为 ___main 的入口点。您可能希望使用 main 以外的其他内容来避免这种情况。尝试使用kmain,因为我相信编译器会在main 中生成代码来调用___main
  • @MichaelPetch 谢谢,您的理解确实是正确的,将main方法重命名为__main并适当设置跳转指令和linker.ld文件后,LD继续正确创建elf文件,请将此作为答案发布,以便我可以关闭问题。

标签: c gcc cygwin ld osdev


【解决方案1】:

通过深入搜索,很容易发现__main(内部有一个额外的下划线)是程序的实际入口点。

以下两个答案中提到了同样的问题:

  1. https://stackoverflow.com/a/32164910/14320958
  2. https://stackoverflow.com/a/45442576/14320958

两者都声称与 -lgcc 选项和 libgcc 库有某种形式的连接。

main 重命名为__main 可行,但不建议这样做(内核的入口点显然按照惯例是kmain,如其他问题和答案所示)

__main 函数是操作系统在启动程序时调用的函数,它通常包含(例如)对 exit() 的调用(如果它的返回类型是 int,则从 main 传递返回代码)和其他一些底层系统调用(可能是系统特定的,这里需要做更多的研究)

GCC 希望您即使在独立编译中也包含 __main 函数,因为它是规范(或者我看到人们声称的)所有应用程序的默认入口点

【讨论】:

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