为何GNU ld处理NASM与GAS等效汇编生成的.o文件输出不同？

这种差异的核心原因是NASM和GAS生成的目标文件中，.text段的默认对齐属性不同，ld在链接时会严格遵循段的对齐要求来安排代码位置，最终导致入口地址和文件大小出现差异。

具体分析 #

1. 段对齐属性差异
   虽然用strip --strip-section-headers剥离段头后两个.o文件内容一致，但原始目标文件的段头信息中，.text段的对齐要求不同：

   • GAS生成的.text段默认对齐值为16字节
   • NASM生成的.text段默认对齐值为8字节（不同版本可能略有差异）

2. ld的链接行为
   非PIE模式下，ELF可执行文件的LOAD段起始地址固定为0x400000，LOAD段开头包含64字节的ELF头+56字节的程序头表（共120字节，即0x78）：

   • 对于NASM的.o文件，.text段要求8字节对齐，0x78是8的倍数，因此ld直接将代码放在该位置，LOAD段总大小为120+12=132字节（代码共12字节），入口地址为0x400078。
   • 对于GAS的.o文件，.text段要求16字节对齐，0x78不是16的倍数，ld会在程序头表后填充8字节空数据，将代码起始位置调整到0x80（128字节，16的倍数），LOAD段总大小变为128+12=140字节，入口地址为0x400080。

3. 验证方法
   执行readelf -S tiny-nasm.o和readelf -S tiny-gas.o，对比.text段的Align字段，即可看到两者的对齐值差异。

4. 统一输出的方法
   手动指定.text段的对齐值，消除汇编器默认设置差异：

   • NASM代码中添加ALIGN 16，或编译时使用nasm -f elf64 -align 16 tiny-nasm.asm
   • GAS代码中添加.align 8

这样ld链接时会使用相同的对齐要求，生成的二进制文件大小和入口地址将完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MestreLion