5

我试图弄清楚为什么 GCC 生成的二进制文件如此之大。

考虑这个空程序：

int main() {
    return 0;
}

现在我使用GCC 9.2.1 20190827 (Red Hat 9.2.1-1)和glibc 2.29构建它，没有任何附加参数：

gcc -o test test.c

生成的二进制文件为 21984 字节 (~22 KB)。查看生成的文件xxd，在多个地方有很长的空字节：

00000370: 006c 6962 632e 736f 2e36 005f 5f6c 6962  .libc.so.6.__lib
00000380: 635f 7374 6172 745f 6d61 696e 0047 4c49  c_start_main.GLI
00000390: 4243 5f32 2e32 2e35 005f 5f67 6d6f 6e5f  BC_2.2.5.__gmon_
000003a0: 7374 6172 745f 5f00 0000 0200 0000 0000  start__.........
000003b0: 0100 0100 0100 0000 1000 0000 0000 0000  ................
000003c0: 751a 6909 0000 0200 1d00 0000 0000 0000  u.i.............
000003d0: f03f 4000 0000 0000 0600 0000 0100 0000  .?@.............
000003e0: 0000 0000 0000 0000 f83f 4000 0000 0000  .........?@.....
000003f0: 0600 0000 0200 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00000400: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
<3040 bytes of zeroes>
00000ff0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00001000: f30f 1efa 4883 ec08 488b 05e9 2f00 0048  ....H...H.../..H
<not zeroes>
00001190: f30f 1efa c300 0000 f30f 1efa 4883 ec08  ............H...
000011a0: 4883 c408 c300 0000 0000 0000 0000 0000  H...............
000011b0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
<3632 bytes of zeros>
00001ff0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00002000: 0100 0200 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00002010: 011b 033b 3400 0000 0500 0000 10f0 ffff  ...;4...........
<not zeroes>
000020e0: 410e 2842 0e20 420e 1842 0e10 420e 0800  A.(B. B..B..B...
000020f0: 1000 0000 ac00 0000 98f0 ffff 0500 0000  ................
00002100: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
<3376 bytes of zeroes>
00002e40: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  ................
00002e50: 0011 4000 0000 0000 d010 4000 0000 0000  ..@.......@.....
...

所以生成的二进制文件大约有 10 KB，或几乎一半，其中没有任何内容。

用 看size -A，大小更像是人们对程序的期望，除了返回退出代码之外什么都不做：

test  :
section                 size      addr
.interp                   28   4194984
.note.ABI-tag             32   4195012
.note.gnu.build-id        36   4195044
.gnu.hash                 28   4195080
.dynsym                   72   4195112
.dynstr                   56   4195184
.gnu.version               6   4195240
.gnu.version_r            32   4195248
.rela.dyn                 48   4195280
.init                     27   4198400
.text                    373   4198432
.fini                     13   4198808
.rodata                   16   4202496
.eh_frame_hdr             52   4202512
.eh_frame                192   4202568
.init_array                8   4210256
.fini_array                8   4210264
.dynamic                 400   4210272
.got                      16   4210672
.got.plt                  24   4210688
.data                      4   4210712
.bss                       4   4210716
.comment                  44         0
.gnu.build.attributes   4472   4218912
Total                   5991

当使用GCC 9.2.0和musl 1.1.23为 PowerPC 进行交叉编译时，情况更糟。二进制文件的大小增长到 67872 字节（~67 KB），用 看xxd，有 64074 字节的连续运行，只有零。

不过，size -A报告此版本的尺寸更小：

test  :
section              size        addr
.interp                26   268435796
.note.gnu.build-id     36   268435824
.hash                  36   268435860
.dynsym                64   268435896
.dynstr                39   268435960
.rela.plt              12   268436000
.init                  28   268436012
.text                 496   268436048
.fini                  28   268436544
.eh_frame_hdr          28   268436572
.eh_frame              80   268436600
.init_array             4   268566284
.fini_array             4   268566288
.dynamic              216   268566292
.branch_lt              8   268566508
.got                   12   268566516
.plt                    4   268566528
.data                   4   268566532
.bss                   28   268566536
.comment               17           0
Total                1170

我还尝试使用旧版本的 GCC 编译程序，我碰巧有它：GCC 4.7.2 with uClibc 1.0.12。使用这种组合，生成的二进制文件只有 4769 字节 (~4 KB)，并且其中没有明显的空字节运行。

为了确保这不仅仅发生在什么都不做的小程序上，我查看了一些我用GCC 9.2.0和musl 1.1.23交叉编译的真实程序。例如，使用编译-Os和剥离的 tcpdump 二进制文件包含一个 32628 字节长的空字节连续运行。那么，为什么零试图消耗我所有的磁盘空间呢？

4

3 回答 3

5

最近的 binutils 默认为，这会向程序中添加需要进一步对齐的-z separate-code附加段。PT_LOAD

您可以像这样覆盖默认值：

gcc -Wl,-z,noseparate-code -o test test.c

由于对齐要求，此更改仍会保留一些零。

于 2019-11-25T09:05:25.923 回答
3

Florian Weimer 的回答帮助我找到了正确的方向。罪魁祸首不是 -z 单独代码，而是 -z relro。

通过在 PowerPC GCC 选项中添加 -Wl,-z,norelro，空程序的文件大小从 67872 字节减少到 3772 字节！在 x64 上，影响较小：从 21984 到 18584 字节。在一个小而实用的程序上，PowerPC 上的差异大约小了 50%，而使用我之前比较的 tcpdump，它几乎是 32 KB。

relro 链接器选项显然会创建一个新段，用于重新映射全局偏移表并将其标记为只读，从而保护程序免受堆栈溢出攻击。这种解释很可能是不准确的；在试图弄清楚时，我对所读到的大部分内容并不了解。

PPC 上的大小差异正好是 62 KB。为什么要创建这么大的区域，我不知道。

尽管作为强化措施保持启用该设置会很好，但不幸的是，我的目标板只有 11 MB 的可用闪存，我正在尝试在其上安装基于 Linux 的系统，所以每个字节都很重要，我会禁用该设置以降低二进制大小。

于 2019-11-28T08:17:21.473 回答
1

那么，为什么零试图消耗我所有的磁盘空间呢？

因为在大多数现代系统上，磁盘上的 22K 额外字节是无关紧要的。

您观察到的一些成本是由于动态链接，一些是由于填充，一些是为了帮助您进行调试（例如.comment，，.note.gnu.build-id. .eh_frame*）。

通过不使用 libc 并静态链接和剥离，我可以将二进制文件缩小到 624 字节：

cat t.c
void _start()
{
  __asm__("movq $60,%rax; xorq %rdi,%rdi; syscall");
}

gcc -O3 t.c -static -nostdlib -Wl,-z,noseparate-code,--build-id=none &&
strip --strip-all a.out &&
./a.out && ls -l a.out
-rwxr-x--- 1 me mygroup 624 Nov 25 19:34 a.out

仍然存在.comment并且.eh_frame可以删除。

于 2019-11-26T03:21:08.957 回答