使用和不使用`-fPIC`编译的目标文件中的MWE

Question

我正在使用

gcc

生成的目标文件进行一些实验。

虽然我至少表面上知道位置无关代码有什么用，但我试图具体地发现它。

我在文件中生成了这个简单的代码

timestwo.c

：

 int timestwo(int x)
 {
     return 2 * x;
 }

我编译的：

• gcc -c timestwo.c

• gcc -c -fPIC timestwo.c -o timestwo_pic.o

则生成的目标文件

timestwo.o

和

timestwo_pic.o

按位相同。还有

readelf -a

我看不出有什么区别。

您能否提供一个 MWE，让我可以看到

pic

和非

pic

代码之间的区别？

Answer 1

现在，您的发行版的 GCC 编译器很可能默认生成 PIC 代码， 因此，为了确保它发出非 PIC 代码，您应该指定

-fno-PIC

。

无论如何，您不会看到示例代码（例如您的代码）有任何差异， 仅引用局部符号和/或常量。 PIC 仅在代码引用外部时起作用 符号 - 其运行时地址将是非位置无关的绝对值 程序，但对于位置无关的程序，将在运行时通过查找程序的全局偏移表（GOT）来计算， 它已由动态链接器使用其实际决定的符号地址进行了修补。

这是一个使用 -fPIC v. -fno-PIC 进行不同编译的基本文件：

$ cat file.c
extern int foo;

int bar()
{
    return foo;
} 


$ gcc -c -fno-PIC file.c -o file_no_PIC.o -save-temps
$ gcc -c -fPIC file.c -o file_PIC.o -save-temps

我指定

-save-temps

只是为了生成相应的程序集列表以进行比较。

对象二进制文件不同：

$ diff file_no_PIC.o file_PIC.o
Binary files file_no_PIC.o and file_PIC.o differ

以下是装配清单之间的差异：

$ diff file_no_PIC.s file_PIC.s
15c15,16
<   movl    foo(%rip), %eax
---
>   movq    foo@GOTPCREL(%rip), %rax
>   movl    (%rax), %eax

在非 PIC 代码中，只需将双字（32 位）从

foo

（相对于 PC）地址加载到

bar()

寄存器即可从

foo

返回

eax

。 在 PIC 代码中，它是通过首先将

foo

的全局偏移表值（PC 相对）地址处的 64 位加载到

rax

寄存器中来返回的 - 使得

rax

保存

foo

的运行时地址 - 然后将该地址处的 32 位（

int

）加载到

eax

。