代码 ()、符号 ()、重定位 ()

• 凑齐这三要素，我们就可以完成链接到加载的全流程了！

: ff ff ff ff ff ff ff
: ff ff ff ff ff ff ff
: _start
: 48 c7 c0 3c 00 00 00
: 48 c7 c7 2a 00 00 00
             ^
             |
          This byte is return code (42).
: 0f 05 ff ff ff ff ff
: ff ff ff ff ff ff ff
: i32(unresolved_symbol - 0x4 - )

这是一个 DSL (Domain-specific Language)

我们为什么需要 DSL？

• 只要领域内的表达能力
  • 做了减法，就可以更专注
  • 更简洁、更 natural

DSL 的例子

• 正则表达式
• Markdown, TeX, ...
• abcjs

实现 FLE Binutils

实现的工具集

• objdump/readfle/nm (显示)
• cc/as (编译)
• ld (链接)

大部分都复用自 GNU binutils

• elf_to_fle

生成可执行文件 (1)：预编译 & 编译

源代码 (.c) → 源代码 (.i)

• Ctrl-C & Ctrl-V (#include)
• 字符串替换
• 今天：我们有过程宏

源代码 (.i) → 汇编代码 (.s)

• “高级状态机” 到 “低级状态机” 的翻译
• 最终生成带标注的指令序列

生成可执行文件 (2)：汇编

汇编代码 (.s) → 目标文件 (.o)

• 文件 = sections (.text, .data, .rodata.str.1, ...)
  • 对于 ELF，每个 section 有它的权限、内存对齐等信息
• section 中的三要素
  • 代码 (字节序列)
  • 符号：标记 “当前” 的位置
  • 重定位：暂时不能确定的数值 (链接时确定)
    • Quick Quiz: ELF 中全局和局部符号有什么区别？还有其他类型的符号吗？

生成可执行文件 (3)：(静态) 链接

多个目标文件 (.o) → 可执行文件 (a.out)

• 合并所有的 sections
  • 分别合并 .text, .data, .bss 中的代码
  • 把 sections “平铺” 成字节序列
  • 确定所有符号的位置
  • 解析全部重定位
• 得到一个可执行文件
  • (程序初始内存状态的描述)

最后一步：加载

把 “字节序列” 搬到内存

• 没错，就只做这一件事
• 然后设置正确的 PC，开始运行

mem = mmap.mmap(
    fileno=-1, length=len(bs),
    prot=mmap.PROT_READ | mmap.PROT_WRITE | mmap.PROT_EXEC,
    flags=mmap.MAP_PRIVATE | mmap.MAP_ANONYMOUS,
)
mem.write(bs)
mem.flush()
call_pointer(mem, fle['symbols']['_start'])