weak.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(24) coding(138)

Last updated at 2024-07-20Posted at 2024-07-20

リンカ・ローダ

各社のリンカ、ローダを1、libralian、locator、boot loaderなどの機能を調べうる絵で、
リンカ・ローダ実践開発テクニック
は、手がかりをつかめるかもしれない。

リンカ・ローダ実践開発テクニック―実行ファイルを作成するために必須の技術-COMPUTER-TECHNOLOGY-坂井-弘亮
https://www.amazon.co.jp//dp/4789838072/
https://bookmeter.com/books/630946

参考文献にあるLinkers & Loadersは斜め読みしただけで、自分ではこういう道具は作らないだろうと勝手に思っていた。本書では簡易リンカの作成と、道具の作り方まで有るのがすごい。「setjmp()とlongjmp()」というコラムが１頁に入りきらず４頁になっているのに、節にしていないところも興味深い。

<この項は書きかけです。順次追記します。>
This article is not completed. I will add some words in order.

content

content
https://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/38/38071.html

ardump.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(1) coding(89)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/2a7bf3050ee6ac662272

binary.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(2) coding(90)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/23b985cefc5338677812

combine.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(3) coding(91)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/59161e3274270cfd2009

const.c, リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(4) coding(92) error(123) docker(174)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/6f74dbf637a91685d0d1

constructor.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(5) coding(93)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/37e14a0943907b6f836f

continue.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(6) coding(95)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/e124223fd49db6d9e7a2

down.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(7) coding(96)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/866449f129cc8ce4dee7

ctors.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(8) coding(97)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/135524de5f8fea10e90f

duplicate.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(9) coding(123)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/2339c517f223e556bf67

edata.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(10) coding(124)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/bbfe0d6a3c5375026c64

elfread.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(11) coding(125)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/600c4a1133dc08da215e

edata.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(12) coding(126)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/b6eff6b348d7cf5f257c

hello.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(13) coding(127)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/4af05d017d73ebe789d5

inicialize.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(14) coding(128)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/4feeb9ef85bfc28fd821

layer.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(15) coding(129)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/90bb95f9e538e66d2dbf

ordermain.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(16) coding(130)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/446a6768a0abdd13c8b5

pointer.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(17) coding(131)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/68cae98797c2e6018499

rasm.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(18) coding(132)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/6c3ac31457551e788163

section.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(19) coding(133)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/00aadb9a9c0a222ebce2

setjmp.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(20) coding(134)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/648200e728c982e79819

sample.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(21) coding(135)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/360d99ed47ddc4780bf2

stack_sample.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(22) coding(136)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/06a4c9eb6edd1921dca7

values.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(23) coding(137)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/84bff2d100c89df12bc2

N3220 Information technology — Programming languages — C N3220 working draft
https://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG14/www/docs/n3220.pdf
N3219 Information technology — Programming languages — C ISO/IEC 9899:2023 DIS Draft
https://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n3219.pdf

プログラムには少し手を入れています。最近の型宣言に厳しい感じで。

weak.c

#include <stdio.h>

/* #pragma による weak シンボルの定義(関数) */

#pragma weak sample_func_pragma1 = _sample_func_pragma1
void _sample_func_pragma1()
{
  printf("sample_func_pragma1(weak)\n");
}

#pragma weak sample_func_pragma2
void sample_func_pragma2()
{
  printf("sample_func_pragma2(weak)\n");
}

/* attribute(()) による weak シンボルの定義(関数) */

void sample_func_attr1() __attribute__((weak, alias("_sample_func_attr1")));
void _sample_func_attr1()
{
  printf("sample_func_attr1(weak)\n");
}

void __attribute__((weak)) sample_func_attr2()
{
  printf("sample_func_attr2(weak)\n");
}

/* #pragma による weak シンボルの定義(変数) */

#pragma weak sample_value_pragma1 = _sample_value_pragma1
int _sample_value_pragma1 = -10;

#pragma weak sample_value_pragma2
int sample_value_pragma2 = -20;

/*
 * attribute(()) による weak シンボルの定義(変数)
 * 変数には __attribute__((alias)) は利用できない
 */
int __attribute__((weak)) sample_value_attr1 = -30;
int __attribute__((weak)) sample_value_attr2 = -40;

main関数は

main.c

#include <stdio.h>

void sample_func_pragma1();
void sample_func_pragma2();
void sample_func_attr1();
void sample_func_attr2();

extern int sample_value_pragma1;
extern int sample_value_pragma2;
extern int sample_value_attr1;
extern int sample_value_attr2;

int main()
{
  sample_func_pragma1();
  sample_func_pragma2();
  sample_func_attr1();
  sample_func_attr2();

  printf("sample_value_pragma1 = %d\n", sample_value_pragma1);
  printf("sample_value_pragma2 = %d\n", sample_value_pragma2);
  printf("sample_value_attr1   = %d\n", sample_value_attr1);
  printf("sample_value_attr2   = %d\n", sample_value_attr2);

  exit (0);
}

Makefile

= global.exec noglobal.exec \
	global_a.exec noglobal_a.exec \
	weak.o.nm global.nm noglobal.nm

all :	$(TARGET)

global :	main.o
	echo "% gcc main.o weak.o global.o -o global -Wall" > global.comp
	gcc main.o weak.o global.o -o global -Wall >> global.comp 2>&1

noglobal :	main.o
	echo "% gcc main.o weak.o -o noglobal -Wall" > noglobal.comp
	gcc main.o weak.o -o noglobal -Wall >> noglobal.comp 2>&1
	echo "% " >> noglobal.comp

global_a :	main.o weak.a
	echo "% gcc main.o -L. -lweak -lglobal -o global_a -Wall" > global_a.comp
	gcc main.o -L. -lweak -lglobal -o global_a -Wall >> global_a.comp 2>&1
	echo "% " >> global_a.comp

noglobal_a :	main.o weak.a
	echo "% gcc main.o -L. -lweak -o noglobal_a -Wall" > noglobal_a.comp
	gcc main.o -L. -lweak -o noglobal_a -Wall >> noglobal_a.comp 2>&1
	echo "% " >> noglobal_a.comp

main.o :	main.c weak.c global.c
	echo "% gcc -c main.c -Wall" > main.o.comp
	gcc -c main.c -Wall >> main.o.comp 2>&1
	echo "% gcc -c weak.c -Wall" >> main.o.comp
	gcc -c weak.c -Wall >> main.o.comp 2>&1
	echo "% gcc -c global.c -Wall" >> main.o.comp
	gcc -c global.c -Wall >> main.o.comp 2>&1
	echo "% " >> main.o.comp

weak.a :	main.o
	echo "% ar ruc libweak.a weak.o" > weak.a.comp
	ar ruc libweak.a weak.o >> weak.a.comp 2>&1
	echo "% ar ruc libglobal.a global.o" >> weak.a.comp
	ar ruc libglobal.a global.o >> weak.a.comp 2>&1

global.exec :	global
	./global > global.exec

noglobal.exec :	noglobal
	./noglobal > noglobal.exec

global_a.exec :	global_a
	./global_a > global_a.exec

noglobal_a.exec :	noglobal_a
	./noglobal_a > noglobal_a.exec

weak.o.nm :	main.o
	echo "% nm weak.o | grep sample" > weak.o.nm
	nm weak.o | grep sample >> weak.o.nm
	echo "% " >> weak.o.nm

global.nm :	global
	echo "% nm global | grep sample" > global.nm
	nm global | grep sample >> global.nm
	echo "% " >> global.nm

noglobal.nm :	noglobal
	echo "% nm noglobal | grep sample" > noglobal.nm
	nm noglobal | grep sample >> noglobal.nm
	echo "% " >> noglobal.nm

clean :
	rm -f *.o *.a *.comp *.exec *.nm global noglobal global_a noglobal_a

エンジニアとしての考え方

ソースコードから出発してもよい。
C言語規格から出発してもよい。
コンパイラから出発してもよい。

少なくとも、３つの道はひらけている。

上記の３つの道以外の「C言語教育」には近寄らない方がいいかもしれない。

ソースコード

何か一つのコンパイラでコンパイルしてみる。
コンパイラそのものを深掘りするよりも、
そのコンパイラで、このコードが通るようにすることに専念する。
コンパイルエラーが出たら記録する。

Error一覧(C/C++, python, bash...) Error(0)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/48b6cbc8d68eae2c42b8

コードがプログラマの意図通りの動作をするかどうかを確認する。
validationともいう。

C言語規格

C言語規格には、FreestandingというPosixOSを使わない仕様と、
HostedというPosixOSを使う仕様がある。

Hostedの場合には、関数がC言語の関数かPosixの関数かを調べるとよい。
https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/

The C++ Standard Library: clang++とg++でコンパイルしてみた(まとめ):14件
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9bdfaa392443d13e5759

C++17 - The Complete Guide clang++とg++でコンパイルしてみた(まとめ):4件
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/c000f307e642990781e1

C++N3242, 2011, ISO/IEC 14882, C++ standard(1) Example code compile list
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/685b5c1a2c17c1bf1318

C++N4606 Working Draft 2016, ISO/IEC 14882, C++ standard(1) Example code compile list
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/df5d62c35bd6ed1c3d43/

C++N4741, 2018 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882 sample code compile list
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3294c014044550896010

C++N4910:2022 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882(0) sample code compile list
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fc957ddddd402004bb91

Autosar Guidelines C++14 example code compile list(1-169)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/8ccbf6675c3494d57a76

コンパイラ

gccとClangと、Visual Studioの３つのコンパイラでコンパイルしてみるとよい。

３つのコンパイラでコンパイルできるコードは、Portabilityがあると言えるかもしれない。

gcc/g++(GNU) v.s. Clang/Clang++(LLVM) コンパイラ警告等比較、Error(13), C++(36)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9a82b958cc3aeef0403f

コンパイル用shell script C版(clangとgcc)とC++版(clang++とg++)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/74220c0577a512c2d7da

OS

posix
https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/

関数調査

C言語と、POSIXで検索する。

main

see
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/2a7bf3050ee6ac662272

printf

see
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/2a7bf3050ee6ac662272

exit

see
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/23b985cefc5338677812

attribute

see

pragma

C N3219 6. Language 6.10 Preprocessing directives
6.10.8 Pragma directive

Semantics

A preprocessing directive of the form
# pragma pp-tokensopt new-line
where the preprocessing token STDC does not immediately follow pragma in the directive (prior to any macro replacement)207) causes the implementation to behave in an implementation-defined manner. The behavior may cause translation to fail or cause the translator or the resulting program to behave in a non-conforming manner. Any such pragma that is not recognized by the implementation is ignored.
If the preprocessing token STDC does immediately follow pragma in the directive (prior to any macro replacement), then no macro replacement is performed on the directive, and the directive shall have one of the following forms208) whose meanings are described elsewhere:
standard-pragma:
# pragma STDC FP_CONTRACT on-off-switch
# pragma STDC FENV_ACCESS on-off-switch
# pragma STDC FENV_DEC_ROUND dec-direction
# pragma STDC FENV_ROUND direction
# pragma STDC CX_LIMITED_RANGE on-off-switch
on-off-switch: one of
ON OFF DEFAULT
direction: one of
FE_DOWNWARD FE_TONEAREST FE_TONEARESTFROMZERO FE_TOWARDZERO FE_UPWARD FE_DYNAMIC
207)An implementation is not required to perform macro replacement in pragmas, but it is permitted except for in standard pragmas (where STDC immediately follows pragma). If the result of macro replacement in a non-standard pragma has the same form as a standard pragma, the behavior is still implementation-defined; an implementation is permitted to behave as if it were the standard pragma, but is not required to.
208)See "future language directions" (6.11.6).
dec-direction: one of
FE_DEC_DOWNWARD FE_DEC_TONEAREST FE_DEC_TONEARESTFROMZERO FE_DEC_TOWARDZERO FE_DEC_UPWARD FE_DEC_DYNAMIC
Recommended practice

Implementations are encouraged to diagnose unrecognized pragmas.
Forward references: the FP_CONTRACT pragma (7.12.2), the FENV_ACCESS pragma (7.6.1), the FENV_DEC_ROUND pragma (7.6.3), the FENV_ROUND pragma (7.6.2), the CX_LIMITED_RANGE pragma (7.3.4).

weak.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(24) coding(138)

リンカ・ローダ

content

エンジニアとしての考え方

ソースコード

C言語規格

コンパイラ

OS

関数調査

main

printf

exit

attribute

pragma

Semantics

Recommended practice

関連資料

自己記事一覧

文書履歴(document history)

最後までおよみいただきありがとう4ざいました。

Thank you very much for reading to the last sentence.

weak.c リンカ・ローダ実践開発テクニック 坂井弘亮(24) coding(138)

リンカ・ローダ

content

エンジニアとしての考え方

ソースコード

C言語規格

コンパイラ

OS

関数調査

main

printf

exit

attribute

pragma

Semantics

Recommended practice

関連資料

自己記事一覧

文書履歴(document history)

最後までおよみいただきありがとう4ざいました。

Thank you very much for reading to the last sentence.

weak.c リンカ・ローダ実践開発テクニック坂井弘亮(24) coding(138)