为何ld将代码加载到0x1000而非0x0？如何让代码从0x0开始？

问题背景 #

我拥有以下文件：

boot.s #

.section code_section
code:
    jmp code

.section boot_magic_section
boot_magic:
    .word 0xaa55

linker_script.ld #

SECTIONS {
    beginning : {
        boot.o(code_section)
        . += 510;
        boot.o(boot_magic_section)
    } = 0
    .bss : {
        *(COMMON)
    }
    rest : {
        *(.note.gnu.property)
    }
}

执行编译链接命令：

as -o boot.o boot.s
ld -T linker_script.ld -o boot.bin boot.o && objdump -D boot.bin

反汇编结果显示code段位于虚拟地址0x0；但执行hexdump boot.bin -x时，发现代码实际在文件的0x1000偏移位置开始。

请问为何代码会从0x1000而非0x0开始？如何让汇编代码从0x0起始？

原因分析 #

你用ld直接输出的boot.bin本质是ELF格式的可执行文件，不是纯二进制镜像：

• objdump -D解析的是ELF文件的虚拟内存地址（VMA），链接脚本里你把beginning段的VMA设为0，所以反汇编显示代码在0x0。
• hexdump查看的是文件的实际字节偏移，ELF文件的段默认会按4KB（0x1000）的页大小对齐，所以代码段被放到了文件中0x1000的偏移位置，这是ELF文件格式的默认对齐规则导致的。

解决方法 #

要生成代码从0x0起始的纯二进制镜像，需要用objcopy将ELF文件转换为纯二进制格式，步骤如下：

1. 先用ld生成ELF格式的中间文件：

   ld -T linker_script.ld -o boot.elf boot.o
   

2. 使用objcopy提取纯二进制内容：

   objcopy -O binary boot.elf boot.bin
   

此时再执行hexdump boot.bin -x，就能看到代码从文件的0x0偏移位置开始，最后511-512字节是0xaa55，完全符合MBR的格式要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TornaxO7