在上節(jié)博客中，我們介紹了鏈接器的相關(guān)概念。那么在本節(jié)，我們就繼續(xù)來看看鏈接器，看看它在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。我們在本節(jié)中做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來模擬在嵌入式中的開發(fā)。
實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)：
1、編寫一個(gè)“體積受限”的可執(zhí)行程序；
2、通過 makefile 完成代碼編譯；
3、運(yùn)行后在屏幕上打印“D.T.Software”
那么這個(gè)目標(biāo)看似很簡單，我們在初學(xué)編程時(shí)就直接打印經(jīng)典的 hello world。其效果類似，經(jīng)典的代碼是
#includeint main() { printf("D.T.Software"); return 0; }
當(dāng)然這個(gè)代碼也能運(yùn)行，但是我們的要求是體積受限。什么是體積受限呢？我們都知道，在嵌入式的開發(fā)中，內(nèi)存是很少的。因此節(jié)省內(nèi)存成立必不可少的因素，因此我們必須要去掉庫文件所包含的一些額外的信息，只保留打印語句所需要代碼即可。那么我們來深度分析下，如何進(jìn)行開發(fā)呢？無疑是直接用匯編代碼進(jìn)行編寫，然后編寫鏈接腳本自定義入口地址了。思路如下
由上可知，我們的解決方案可由以下幾部分完成：
1、通過內(nèi)嵌匯編自定義打印函數(shù)和退出函數(shù)（INT 80H）；
2、通過鏈接腳本自定義入口函數(shù)（不依賴于任何庫和 GCC 內(nèi)置功能）；
3、刪除可執(zhí)行程序中的無用信息（無用段信息，調(diào)試信息等）。
打印函數(shù)設(shè)計(jì)如下
重慶分公司
重慶分公司
void print(const char* s, int l)
{
asm volatile (
"movl $4, %%eax\n" // sysy_write
"movl $1, %%ebx\n"
"movl %0, %%ecx\n"
"movl %1, %%edx\n"
"int $0x80 \n" // 80H Service
:
: "r"(s), "r"(1) // parameter
: "eax", "ebx", "ecx", "edx");
}退出函數(shù)設(shè)計(jì)如下
void exit(int code)
{
asm volatile (
"movl $1, %%eax\n" // sys_exit
"movl %0, %%ebx\n"
"int $0x80 \n" // 80H Service
:
: "r"(code) // parameter
: "eax", "ebx");
}鏈接腳本設(shè)計(jì)如下
ENTRY(program) // 指定入口函數(shù)
SECTIONS
{
.text 0x08048000 + SIZEOF_HEADRS :
{
*(.text) // 將目標(biāo)文件中的這兩個(gè)段合并進(jìn)入到可執(zhí)行程序中
*(.rodata)
}
/DISCARD/ :
{
*(*) // 放棄所有目標(biāo)文件中除 .test 和 .rodata 之外的其他段
}
}最后來介紹幾個(gè)命令：
1、ld 命令：GNU 的鏈接器，將目標(biāo)文件鏈接為可執(zhí)行程序；GCC 編譯器集中的一員。
2、ld -static：表示 ld 使用靜態(tài)鏈接方式來產(chǎn)生最終程序，而不是采用默認(rèn)的動(dòng)態(tài)鏈接方式。
3、gcc -fno-builtion：用于關(guān)閉 GCC 內(nèi)置函數(shù)的功能。
在 GCC 中，它提供了很多內(nèi)置函數(shù)（Built-in Function），-fno-builtion 選項(xiàng)會(huì)把一些常用的 C 庫函數(shù)替換成編譯器的內(nèi)置函數(shù)，以達(dá)到優(yōu)化的目的。
program.c 源碼
void print(const char* s, int l);
void exit(int code);
void program()
{
print("D.T.Software\n", 13);
exit(0);
}
void print(const char* s, int l)
{
asm volatile (
"movl $4, %%eax\n" // 調(diào)用系統(tǒng)寫函數(shù)，編號為 4
"movl $1, %%ebx\n" // 指定參數(shù)，將字符串打印到屏幕
"movl %0, %%ecx\n" // 占位符，代表第一個(gè)參數(shù)（地址）
"movl %1, %%edx\n"
"int $0x80 \n" // 開中斷
: // 輸入?yún)?shù)為空
: "r"(s), "r"(l) // 以只讀形式傳入?yún)?shù)
: "eax", "ebx", "ecx", "edx" // 初始化寄存器
);
}
void exit(int code)
{
asm volatile (
"movl $1, %%eax\n"
"movl %0, %%ebx\n"
"int $0x80 \n"
:
: "r"(code)
: "eax", "ebx"
);
}makefile 編寫如下
CC := gcc LD := ld RM := rm -rf TARGET := program.out SRC := $(TARGET:.out=.c) OBJ := $(TARGET:.out=.o) LDS := $(TARGET:.out=.lds) .PHONY : rebuild clean all $(TARGET) : $(OBJ) $(LDS) $(LD) -static -T $(LDS) -o $@ $< @echo "Target File ==> $@" $(OBJ) : $(SRC) $(CC) -fno-builtin -o $@ -c $^ rebuild : clean all all : $(TARGET) clean : $(RM) $(TARGET) $(OBJ)
我們來運(yùn)行看看結(jié)果如何呢？
結(jié)果正是我們想要的，那么我們這么大費(fèi)周章的來寫這么復(fù)雜的代碼，究竟意義何在呢？我們來看看它的內(nèi)存大小，以及來編寫一個(gè)正常的 printf 打印語句的代碼，對比下兩個(gè)可執(zhí)行文件的內(nèi)存大小
我們看到效果是一樣的，但是正常的 printf 打印和我們自定義的鏈接腳本的函數(shù)編寫所需的內(nèi)存空間是十多倍的差異。也就是說，在嵌入式開發(fā)中，資源是很寶貴的這種做法是必須的。通過今天對鏈接腳本的實(shí)例分析，總結(jié)如下：1、對于資源受限的嵌入式設(shè)備，需要考慮可執(zhí)行程序的文件大??；2、通過內(nèi)嵌匯編直接使用系統(tǒng)服務(wù)能夠避開相關(guān)庫的使用；3、可以通過如下方法控制可執(zhí)行程序的體積大?。篴> 最小化庫的使用（必要情況下自己實(shí)現(xiàn)相關(guān)函數(shù)）；b> 自定義鏈接腳本，刪除無用段信息。
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