MinGW的ld无法对非PE输出文件执行PE操作

我知道还有一些其他类似的问题，无论是否是 StackOverflow。我为此进行了很多研究，但仍然没有找到单一的解决方案。 我正在做一个操作系统作为一个业余项目。我一直在汇编中完成所有工作，但现在我想加入 C 代码。 为了测试，我制作了这个汇编代码文件（称为 test.asm）：

[BITS 32]

GLOBAL _a

SECTION .text

_a:
    jmp $

然后我制作了这个 C 文件（称为 main.c）：

extern void a(void);
int main(void)
{
    a();
}

为了链接，我使用了这个文件（称为 make.bat）：

"C:\minGW\bin\gcc.exe"  -ffreestanding -c -o c.o main.c
nasm -f coff -o asm.o test.asm
"C:\minGW\bin\ld.exe" -Ttext 0x100000 --oformat binary -o out.bin c.o asm.o

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我已经研究了很多年，但仍在努力寻找答案。我希望这不会被标记为重复。我承认存在类似的问题，但都有不同的答案，而且没有一个对我有用。

问题：我究竟做错了什么？

旧的 MinGW 版本存在“ld”根本无法创建非 PE 文件的问题。

也许当前版本也有同样的问题。

解决方法是使用“ld”创建一个 PE 文件，然后使用“objcopy”将 PE 文件转换为二进制、十六进制或 S19。

- - 编辑 - -

再次思考这个问题我发现两个问题：

正如我已经说过的，某些版本的“ld”在创建“二进制”输出（而不是“PE”、“ELF”或任何使用的格式）时存在问题。

代替：

ld.exe --oformat binary -o file.bin c.o asm.o

您应该使用以下顺序来创建二进制文件：

ld.exe -o file.tmp c.o asm.o
objcopy -O binary file.tmp file.bin

这将创建一个名为“binary.tmp”的“.exe”文件；那么“objcopy”将从“.exe”文件创建原始数据。

第二个问题是链接本身：

“ld”采用类似“.exe”的文件格式 - 即使输出文件是二进制文件。这意味着 ...

• ...您甚至无法确定“main.o”的目标代码是否确实放置在结果目标代码的首地址处。 “ld”还可以将“a()”的代码放在“main()”之前，甚至可以将“内部”代码放在“a()”和“main()”之前。
• ...寻址的工作方式有点不同，这意味着如果您做错了什么，将会创建大量填充字节（可能在文件的开头！）。

我看到的唯一可能性是创建一个“链接器脚本”（有时称为“链接器命令文件”）并在汇编器代码中创建一个特殊部分（因为我通常使用“nasm”之外的另一个汇编器，我不知道语法是否这里是正确的）：

[BITS 32]
GLOBAL _a
SECTION .entry
    jmp _main
SECTION .text
_a:
    jmp $

在链接描述文件中，您可以指定哪些节以何种顺序出现。指定“.entry”是文件的第一部分，这样您就可以确定它是文件的第一条指令。

在链接器脚本中，您也可能会说多个部分（例如“.entry”、“.text”和“.data”）应组合成一个部分。这很有用，因为 PE 文件中的节通常是 0x1000 字节对齐的！如果您不将多个部分合并为一个部分，您将在各部分之间获得大量存根字节！

不幸的是，我不是链接器脚本方面的专家，因此我无法为您提供太多帮助。

使用“-Ttext”也有问题：

在PE文件中，节的实际地址计算为“图像基址”+“相对地址”。 “-Ttext”参数只会影响“相对地址”。因为在 Windows 中，第一节的“相对地址”通常固定为 0x1000，所以“-Ttext 0x2000”除了在第一节的开头填充 0x1000 存根字节之外什么也不做。但是，您根本不会影响“.text”的起始地址 - 您只需在“.text”部分的开头填充存根字节，以便第一个useful字节位于 0x2000。 （也许某些“ld”版本的行为有所不同。）

如果您希望文件的第一部分位于地址 0x100000，则应在链接器脚本中使用等效的“-Ttext 0x1000”（如果使用链接器脚本，则不使用 -Ttext）并定义“图像库”至 0xFF000：

ld.exe -T linkerScript.ld --image-base 0xFF000 -o binary.tmp a.o main.o

“.text”部分的内存地址将为 0xFF000 + 0x1000 = 0x100000。

（“objcopy”生成的二进制文件的第一个字节将是第一个部分的第一个字节 - 表示内存地址 0x100000。）