尝试针对 GCC 生成的 .o 文件使用 TCC 编译源代码时出现奇怪的行为

strange behavior when trying to compile a source with tcc against gcc generated .o file

本文关键字:源代码 编译 TCC GCC 文件      更新时间:2023-10-16

我正在尝试针对 gcc 生成的 .o 文件使用 tcc(版本 0.9.26)编译源代码,但它的行为很奇怪。gcc(版本 5.3.0)来自 MinGW 64 位。

更具体地说,我有以下两个文件(te1.c te2.c)。 我在 windows7 框上执行了以下命令

c:tcc> gcc -c te1.c
c:tcc> objcopy -O  elf64-x86-64 te1.o   #this is needed because te1.o from previous step is in COFF format, tcc only understand ELF format
c:tcc> tcc te2.c te1.o
c:tcc> te2.exe
567in dummy!!!

请注意,它从字符串1234567in dummy!!!n中切断了 4 个字节。 想知道是否可能出了什么问题。

谢谢晉語

=====

===文件 te1.c

============
#include <stdio.h>
void dummy () {
    printf1("1234567in dummy!!!n");
}
======

==文件 te2.c

============
#include <stdio.h>
void printf1(char *p) {
    printf("%sn",p);
}
extern void dummy();
int main(int argc, char *argv[]) {
    dummy();
    return 0;
}

更新 1

看到te1.o(由tcc编译的te1.c)和te1_gcc.o(由gcc编译的te1.c)之间的汇编差异。在编译的tcc中,我看到了lea -0x4(%rip),%rcx,在编译的gcc上,我看到了lea 0x0(%rip),%rcx。不知道为什么。

C:temp>objdump -d te1.o
te1.o:     file format elf64-x86-64

Disassembly of section .text:
0000000000000000 <dummy>:
   0:   55                      push   %rbp
   1:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   4:   48 81 ec 20 00 00 00    sub    $0x20,%rsp
   b:   48 8d 0d fc ff ff ff    lea    -0x4(%rip),%rcx        # e <dummy+0xe>
  12:   e8 fc ff ff ff          callq  13 <dummy+0x13>
  17:   c9                      leaveq
  18:   c3                      retq
  19:   00 00                   add    %al,(%rax)
  1b:   00 01                   add    %al,(%rcx)
  1d:   04 02                   add    $0x2,%al
  1f:   05 04 03 01 50          add    $0x50010304,%eax
C:temp>objdump -d te1_gcc.o
te1_gcc.o:     file format pe-x86-64

Disassembly of section .text:
0000000000000000 <dummy>:
   0:   55                      push   %rbp
   1:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   4:   48 83 ec 20             sub    $0x20,%rsp
   8:   48 8d 0d 00 00 00 00    lea    0x0(%rip),%rcx        # f <dummy+0xf>
   f:   e8 00 00 00 00          callq  14 <dummy+0x14>
  14:   90                      nop
  15:   48 83 c4 20             add    $0x20,%rsp
  19:   5d                      pop    %rbp
  1a:   c3                      retq
  1b:   90                      nop
  1c:   90                      nop
  1d:   90                      nop
  1e:   90                      nop
  1f:   90                      nop

更新2

使用二进制编辑器,我更改了 te1.o(由 gcc 生成)中的机器代码并将lea 0(%rip),%rcx更改为 lea -0x4(%rip),%rcx 并使用 tcc 链接它,结果 exe 工作正常。更准确地说,我做到了

c:tcc> gcc -c te1.c
c:tcc> objcopy -O  elf64-x86-64 te1.o 
c:tcc> use a binary editor to the change the bytes from (48 8d 0d 00 00 00 00) to (48 8d 0d fc ff ff ff)
c:tcc> tcc te2.c te1.o
c:tcc> te2
1234567in dummy!!!

更新 3

根据要求,这是objdump -r te1.o的输出

C:temp>gcc -c te1.c
C:temp>objdump -r te1.o
te1.o:     file format pe-x86-64
RELOCATION RECORDS FOR [.text]:
OFFSET           TYPE              VALUE
000000000000000b R_X86_64_PC32     .rdata
0000000000000010 R_X86_64_PC32     printf1

RELOCATION RECORDS FOR [.pdata]:
OFFSET           TYPE              VALUE
0000000000000000 rva32             .text
0000000000000004 rva32             .text
0000000000000008 rva32             .xdata

C:temp>objdump -d te1.o
te1.o:     file format pe-x86-64

Disassembly of section .text:
0000000000000000 <dummy>:
   0:   55                      push   %rbp
   1:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   4:   48 83 ec 20             sub    $0x20,%rsp
   8:   48 8d 0d 00 00 00 00    lea    0x0(%rip),%rcx        # f <dummy+0xf>
   f:   e8 00 00 00 00          callq  14 <dummy+0x14>
  14:   90                      nop
  15:   48 83 c4 20             add    $0x20,%rsp
  19:   5d                      pop    %rbp
  1a:   c3                      retq
  1b:   90                      nop
  1c:   90                      nop
  1d:   90                      nop
  1e:   90                      nop
  1f:   90                      nop

tcc或调用约定无关。它与elf64-x86-64 and pe-x86-64格式的不同链接器约定有关。

对于 PE,链接器将隐式减去 4 以计算最终偏移量。

对于 ELF,它不会这样做。 因此,0 是 PE 的正确初始值,而 -4 是 ELF 的正确初始值。

不幸的是,objcopy 不会在 objcopy 中转换这个 -> 错误。

add

extern void printf1(char *p);

到您的 TE1.c 文件

或者:编译器将假定参数为 32 位整数,因为没有原型,指针长度为 64 位。

编辑:这仍然不起作用。我发现该函数永远不会返回(因为第二次调用 printf1 什么也没做!似乎前 4 个字节被用作返回地址或类似的东西。在 gcc 32 位模式下,它可以正常工作。对我来说听起来像是一个呼叫约定问题,但仍然无法弄清楚。另一个线索:从te1.c端调用printf(gcc,使用 tcc stdlib 绑定)使用 segv 崩溃。

我反汇编了可执行文件。第一部分是来自TCC端的重复呼叫

  40104f:       48 8d 05 b3 0f 00 00    lea    0xfb3(%rip),%rax        # 0x402009
  401056:       48 89 45 f8             mov    %rax,-0x8(%rbp)
  40105a:       48 8b 4d f8             mov    -0x8(%rbp),%rcx
  40105e:       e8 9d ff ff ff          callq  0x401000
  401063:       48 8b 4d f8             mov    -0x8(%rbp),%rcx
  401067:       e8 94 ff ff ff          callq  0x401000
  40106c:       48 8b 4d f8             mov    -0x8(%rbp),%rcx
  401070:       e8 8b ff ff ff          callq  0x401000
  401075:       48 8b 4d f8             mov    -0x8(%rbp),%rcx
  401079:       e8 82 ff ff ff          callq  0x401000
  40107e:       e8 0d 00 00 00          callq  0x401090
  401083:       b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  401088:       e9 00 00 00 00          jmpq   0x40108d
  40108d:       c9                      leaveq
  40108e:       c3                      retq

第二部分是对同一函数的重复(6次)调用。如您所见,地址不同(移动 4 个字节,就像您的数据一样)!!它只工作一次,因为前 4 条指令如下:

 401000:       55                      push   %rbp
 401001:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp

所以如果跳过这些,堆栈就会被摧毁!!

  40109f:       48 89 45 f8             mov    %rax,-0x8(%rbp)
  4010a3:       48 8b 45 f8             mov    -0x8(%rbp),%rax
  4010a7:       48 89 c1                mov    %rax,%rcx
  4010aa:       e8 55 ff ff ff          callq  0x401004
  4010af:       48 8b 45 f8             mov    -0x8(%rbp),%rax
  4010b3:       48 89 c1                mov    %rax,%rcx
  4010b6:       e8 49 ff ff ff          callq  0x401004
  4010bb:       48 8b 45 f8             mov    -0x8(%rbp),%rax
  4010bf:       48 89 c1                mov    %rax,%rcx
  4010c2:       e8 3d ff ff ff          callq  0x401004
  4010c7:       48 8b 45 f8             mov    -0x8(%rbp),%rax
  4010cb:       48 89 c1                mov    %rax,%rcx
  4010ce:       e8 31 ff ff ff          callq  0x401004
  4010d3:       48 8b 45 f8             mov    -0x8(%rbp),%rax
  4010d7:       48 89 c1                mov    %rax,%rcx
  4010da:       e8 25 ff ff ff          callq  0x401004
  4010df:       48 8b 45 f8             mov    -0x8(%rbp),%rax
  4010e3:       48 89 c1                mov    %rax,%rcx
  4010e6:       e8 19 ff ff ff          callq  0x401004
  4010eb:       90                      nop