linux0.12 链接过程

浏览数：28 / 时间：2015年06月20日

终于编译OK了。。可链接就是一大堆错误

问题1:

boot/head.o: In function `startup_32‘:
(.text+0x10): undefined reference to `_stack_start‘
boot/head.o: In function `startup_32‘:
(.text+0x2e): undefined reference to `_stack_start‘
boot/head.o: In function `after_page_tables‘:
(.text+0x540c): undefined reference to `_main‘
boot/head.o: In function `ignore_int‘:
(.text+0x5440): undefined reference to `_printk‘

一堆的undefined reference to xxxxx，stack_start 定义在kernel/sched.c中，main 定义在init/main.c中，实际上这些符号是存在的，可为什么链接的时候找不到呢。最终找到原因，是由于现在GCC在编译C时不会在函数前加"_"了，即以前GCC编译一个C函数，例如：fun() 编译后会变成_fun(), 而现在还是fun()，所以就导致了符号找不到，这个叫name magling，有兴趣的可以自行google下。

解决的思路有两种：

1. 网上的是把把有引用C符号的.s 和 .S中的变量前的"_"全部删掉，这个用正则不太好弄，得一个个删。

2. 在查name magling的时候，有幸让我看到了-fleading-underscore这个option, 可以让让GCC在编译的时候强制加上"_"，这种只需要在CFLAGS中加-fleading-underscore即可，第二种方法更省事。

方案2具体解决方法

msed -O -O\ -fleading-underscore

请记得在改完后，make clean，后再make。

问题2：

main.c:(.text+0x6c): undefined reference to `_printf‘
main.c:(.text+0x87): undefined reference to `_printf‘
main.c:(.text+0x142): undefined reference to `_puts‘
main.c:(.text+0x1e9): undefined reference to `_printf‘

额，之前编译的时候似乎正则没全部匹配到，只好手动改下了，把init/main.c 里的printf 全改成 printw

问题3：

vsprintf.c:(.text+0x18cb): undefined reference to `___stack_chk_fail‘
fs/fs.o: In function `_do_execve‘:
(.text+0x3554): undefined reference to `___stack_chk_fail‘
kernel/chr_drv/chr_drv.a(tty_ioctl.o): In function `_tty_ioctl‘:
tty_ioctl.c:(.text+0x51d): undefined reference to `___stack_chk_fail‘

直接google到的答案，这是由于ubuntu的GCC默认是加-fstack-protector的，这里在CFLAGS中去掉这个option，加入-fno-stack-protector，至于这个option到底有什么作用，请有兴趣的自行google

msed -O -O\ -fno-stack-protector

问题4：

build.c:(.text+0x1c): undefined reference to `_stderr‘
build.c:(.text+0x24): undefined reference to `___fprintf_chk‘
/tmp/cctqTbXN.o: In function `_main‘:
build.c:(.text+0x7d): undefined reference to `_strcmp‘
build.c:(.text+0x99): undefined reference to `___xstat‘
build.c:(.text+0xab): undefined reference to `_perror‘

这个问题是由问题1的解决方案引入的，build.c链接时用的是glibc，而glibc在是没-fleading-underscore这个option的，所以在编译build.c时我们把这个option去掉。。。，目前没找到什么好方法，我只好手动把CFLAGS展开，然后去掉-fleading-underscore了

修改linux0.12根目录下的Makefile第50行

tools/build: tools/build.c
     $(CC) $(CFLAGS)      -o tools/build tools/build.c

上面是原来的，下面是展开后的

tools/build: tools/build.c
    $(CC) -w -O -fno-stack-protecto -m32 -fstrength-reduce -fomit-frame-pointer     -o tools/build tools/build.c

问题5：

build.c:(.text+0xcb): undefined reference to `MAJOR‘
build.c:(.text+0xe3): undefined reference to `MINOR‘
build.c:(.text+0x16c): undefined reference to `MAJOR‘
build.c:(.text+0x184): undefined reference to `MINOR‘

缺少两个宏定义，将以下两个定义加入到build.c中即可

#define MAJOR(x) (((unsigned)(x))>>8)                                                                                                           
#define MINOR(x) ((x)&0xff)

问题6：

/dev/hd6: No such file or directory
Couldn‘t stat root device.

这个是在linux0.12根目录下的Makefile中定义的

ROOT_DEV=/dev/hd6
SWAP_DEV=/dev/hd2

但我们没这东西，阅读build.c 代码，了解到这里可以写成FLOPPY代替/dev/hd6

if (argc > 4) {
        if (strcmp(argv[4], "FLOPPY")) {
            if (stat(argv[4], &sb)) {
                perror(argv[4]);
                die("Couldn‘t stat root device.");
            }
            major_root = MAJOR(sb.st_rdev);
            minor_root = MINOR(sb.st_rdev);
        } else {
            major_root = 0;
            minor_root = 0;
        }
    } else {
        major_root = DEFAULT_MAJOR_ROOT;
        minor_root = DEFAULT_MINOR_ROOT;
    }

问题6：

/dev/hd2: No such file or directory
Couldn‘t stat root device.
make: *** [Image] Error 1

与上个问题类似，相同的地方，阅读build.c，可以用NONE代替/dev/hd2

if (argc == 6) {
        if (strcmp(argv[5], "NONE")) {
            if (stat(argv[5], &sb)) {
                perror(argv[5]);
                die("Couldn‘t stat root device.");
            }
            major_swap = MAJOR(sb.st_rdev);
            minor_swap = MINOR(sb.st_rdev);
        } else {
            major_swap = 0;
            minor_swap = 0;
        }
    } else {
        major_swap = DEFAULT_MAJOR_SWAP;
        minor_swap = DEFAULT_MINOR_SWAP;
    }

问题7：

Non-GCC header of ‘system‘
make: *** [Image] Error 1

我们先看代码

if ((id=open(argv[3],O_RDONLY,0))<0)
    die("Unable to open ‘system‘");
if (read(id,buf,GCC_HEADER) != GCC_HEADER)
    die("Unable to read header of ‘system‘");
if (((long *) buf)[5] != 0)
    die("Non-GCC header of ‘system‘");
for (i=0 ; (c=read(id,buf,sizeof buf))>0 ; i+=c )
     if (write(1,buf,c)!=c)
         die("Write call failed");

大致分4步，1. 打开第4个参数的文件，即system，2. 读system的头1024个字节;3. 判断程序入口地址是不是0x0;4. 读取剩下的部分写入Image中。错在第三步。我们用readelf -h system来看下

~/workspace/blog/linux-0.12/tools$ readelf -h system 
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF32
  Data:                              2‘s complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              EXEC (Executable file)
  Machine:                           Intel 80386
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x80480a0
  Start of program headers:          52 (bytes into file)
  Start of section headers:          133532 (bytes into file)
  Flags:                             0x0
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           32 (bytes)
  Number of program headers:         3
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         8
  Section header string table index: 7

这里可以看到程序的入口是0x80480a0，不是0x0，所以要告诉链接器，把text段放到0x0上，在linux0.12根目录下面的Makefile，修改ld命令，在其后面加上-Ttext 0x0 -e startup_32, 同时在head.s 的.global中加入startup_32以便外部访问。除此而外，GCC头的第24个字节是version，第26个字节开始才是程序入口。。。额，索性直接把判断GCC头那段给干掉。。。

然后链接也OK了，生成了Image 进入调试阶段。。

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