【RISC-V】从C到可执行文件分析链接重定位的过程

代码testlinker.c

int a = 5;

int foo(void){
    return a;
}

int main(void){
    foo(); 
}

运行命令，生成中间文件

riscv64-linux-gnu-gcc testlinker.c -o testlinker --save-temps -mno-relax

--save-temps：保留所有中间文件。

-mno-relax：关闭链接器松弛优化

• .c：高级语言文件

• .i：预处理文件。

• .s：汇编文件

• .o：可重定位文件

• 无后缀：可执行文件

查看汇编后还没链接的重定位文件

riscv64-linux-gnu-objdump -d -r testlinker.o

以下这几行就是需要链接器重定位的地方，可以看到此时全局变量 a 的地址是"未知"的，只能留一个占位符（通常是0x0），需要在重定位中填入修正值

（如a: R_RISCV_PCREL_LO12_I .L0：表示在地址偏移 a处有一个 重定位项（relocation entry） ，类型是 R_RISCV_PCREL_LO12_I，其目标符号是 .L0）

重定位修正值（relocation addend / relocation offset） ：

在链接阶段，链接器需要写入到目标指令或数据中的具体数值，用于修正该位置的占位值（通常是 0），使其在最终可执行文件中能正确引用符号（如变量、函数）的实际地址。

修正值的计算公式取决于类型：

如a是R_RISCV_PCREL_HI20类型的，修正值=S+A-P，其中：

• S：链接地址，被引用符号（如 a）在最终可执行文件的链接地址。
• A：重定位项中携带的附加常量（addend），在某些情况下要考虑对齐用于调整对齐
• P：当前重定位发生处（即 auipc 指令）的 运行时地址（运行到重定位发生处该指令PC的值）。

先通过查看程序反汇编查询P，可以看到auipc指令时P=0x602（PS：这是基于人的视角从可执行文件倒推，实际链接器在连接的时候会直接根据S、A、P计算出修正值，填入重定位值）

riscv64-linux-gnu-objdump -d testlinker

查看符号表，查看全局变量a在哪被定义

riscv64-linux-gnu-readelf -s testlinker

可以看到链接地址S为2008，不用对齐，A=0

所以offset = S + A - P = 0x1A06，所以链接器要填入的重定位的值就是0x1A06。