如何告诉/强制 GNU ld 将部分/符号放在输出 ELF 文件的特定部分？答案

【问题标题】：How to tell / force GNU ld to put a section/symbol in a specific part of the output ELF file?如何告诉/强制 GNU ld 将部分/符号放在输出 ELF 文件的特定部分？
【发布时间】：2013-11-23 15:21:41
【问题描述】：

那会很长，所以喝点咖啡/茶/yerba吧。

总结

如何告诉/强制 GNU ld 放置一个部分/符号在输出 ELF 文件的特定部分？

具体来说，我不是在询问符号的物理/加载地址但关于文件内的偏移量。

背景

我正在尝试采用真实世界的 BSD 内核并使其兼容 GRUB 可多重引导和引导。为了使 ELF 映像与 Multiboot 兼容且可识别通过 GRUB，需要在第一个中嵌入一个幻数 (0x1BADB002) 8KiB 的文件。

我指的是Multiboot 0.6.96。

由于原始内核是相当大的一段代码，我将使用基于Bare Bones kernel from OSDev wiki 的示例。由于该内核已经兼容 Multiboot，我将使用 extra_symbol 以 0xCAFEBABE 作为我的问题的示例。

boot.s 包含：

.set CAFEBABE, 0xCAFEBABE
; ... snip ...
.section .extras
extra_symbol:
    .long CAFEBABE

`.text` 中的额外符号

最简单的选择是将具有该值的符号放入.text 其他部分之前的部分：

.text BLOCK(4K) : ALIGN(4K)
{
    *(.extras)
    *(.multiboot)
    *(.text)
}

这个例子很好，但对于真正的 BSD 内核.text 在文件中的 0x2000 (8KiB) 之后开始。这种方法不是一种选择。

`.text`之前的额外部分？

另一种选择是将整个.extras 部分放在.text 之前。在我的天真中，我希望在.text之前放置这样一个部分链接器脚本也会使其更早地出现在输出 ELF 中：

SECTIONS
{
    // ... some stuff ...

    .extras : { *(.extras) }

    .text BLOCK(4K) : ALIGN(4K)
    {
        *(.multiboot)
        *(.text)
    }

    // ... more stuff ...

}

但事实并非如此：

$ i586-elf-readelf -S myos.bin 
There are 10 section headers, starting at offset 0x6078:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] .extras           PROGBITS        00100000 006010 000004 00      0   0  1
  [ 2] .comment          PROGBITS        00000000 006014 000011 01  MS  0   0  1
  [ 3] .text             PROGBITS        00001000 001000 0001e4 00  AX  0   0 4096
  [ 4] .rodata.str1.1    PROGBITS        000011e4 0011e4 000016 01 AMS  0   0  1
  [ 5] .eh_frame         PROGBITS        000011fc 0011fc 000104 00   A  0   0  4
  [ 6] .bss              PROGBITS        00002000 002000 004010 00  WA  0   0 4096
  [ 7] .shstrtab         STRTAB          00000000 006025 000050 00      0   0  1
  [ 8] .symtab           SYMTAB          00000000 006208 000210 10      9  19  4
  [ 9] .strtab           STRTAB          00000000 006418 000130 00      0   0  1
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings)
  I (info), L (link order), G (group), T (TLS), E (exclude), x (unknown)
  O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)

实际上，节在节头表中排在第一位，但它的文件中的偏移量 (0x6010) 在.text 之后。事实上，它甚至在.bss之后。

问题

ELF 规范明确指出：

虽然图中显示了紧随其后的程序头表 ELF 头，以及节后的节头表，实际文件可能不同。此外，节和段没有指定的顺序。只有 ELF 头在文件中有固定的位置。

我如何利用它并告诉 GNU ld 放置我的extra_symbol （可能是整个 .extras 部分）在文件中的任何其他部分之前，最好在 ELF 标头之后？

【问题讨论】：

您是否尝试指定您的部分的加载地址？像： .extras : { *(.extras) } >ROM AT> ROM 其中 ROM 在内存块中定义，例如： MEMORY { ROM : ORIGIN = 0x1000, LENGTH = 0x1000 } 您甚至可以制作自己的内存块 MEMORY { SIGNATURE ：原点 = 0x....，长度 = 4 } .extras : { *(.extras) } >SIGNATURE AT> SIGNATURE
我尝试了多种设置负载和虚拟地址以及使用内存块的组合。 readelf 输出中的相关地址确实发生了变化。 xxd 打印的二进制文件中 0xCAFEBABE 的偏移量没有。我将用我尝试过的组合的详细信息更新问题（现在不能这样做）。
@erszcz 到目前为止有任何更新吗？
@yeputons 不幸的是，我最终使用 hack 将图像识别为 Multiboot。 I placed the MB header in .interp which I observed to be (one of?) the first section(s) in the generated file。在这个特定的链接器脚本中，文件开头有很多部分（我假设）来自正在使用的工具链 - 这就是为什么真正的 .init 和 .text 远远落后于 GRUB 检查的初始 8KiB .
也就是说，我仍然不知道如何编写链接器脚本以正确生成布局 - 这可能是不可能的。除了上述技巧之外，我能想到的唯一方法是在生成 ELF 二进制文件后对其进行编辑。

标签： linker ld elf multiboot

【解决方案1】：

为了将部分放在.text 之前，您是否已经尝试使其分配（A）和可执行（X）？

如果.interp hack 有效，那么当然也可以。

【讨论】：

感谢您的回复，但我目前无法检查：（这个问题现在已经快 4 岁了。

【解决方案2】：

我遇到了同样的问题——多重引导签名是在 .text 部分之后加载的——并且使用 Florian 的指针，这就是我强制在 ELF 文件开头加载示例部分的方式。

.section .multiboot, "ax", @progbits
.align 4
.long MAGIC
.long FLAGS
...

即通过在节声明处标记可分配和可执行

【讨论】：

感谢您的评论和验证 Florian 的建议！我想是时候将他的答案标记为已接受了 :) 迟到总比没有好。
如此，如此：-)

总结

背景

.text 中的额外符号

.text之前的额外部分？

问题

`.text` 中的额外符号

`.text`之前的额外部分？