如何通过链接脚本将C++类静态链接到指定内存区域

你当前代码中的MemAssembly * pMemAssembly;是未初始化的野指针，没有创建任何实际的类实例，直接调用成员函数属于未定义行为，打印出的0x7f开头地址是栈上的随机垃圾值，和链接脚本配置无关。
类本身只是类型定义，不占用实际运行内存，链接阶段需要分配固定地址的是实例化后的类对象（即存储类成员变量的内存块），类的成员函数默认会被编译到.text代码段，不需要单独为类定义本身做链接配置。

1. 调整链接脚本，新增自定义内存段 #

在原有链接脚本中新增专属段，用来存放MemAssembly类的实例，比如我们指定类实例的起始地址为0x8000100，修改后内容如下：

SECTIONS
{
  . = 0x1000000;
  .text : { *(.text) }
  . = 0x8000000;
  .data : { *(.data) }
  .bss : { *(.bss) }

  /* 新增自定义段，起始地址设为0x8000100，专门存放MemAssembly类实例 */
  . = 0x8000100;
  .mem_class_sec : { *(.mem_class_sec) }
}

如果你需要把类的成员函数也放到指定独立地址，只需要在对应地址位置新增代码段收集规则即可，原有汇编代码不需要任何修改。

2. 修改代码，声明静态实例并指定段属性 #

不需要使用new做动态分配，直接通过编译器的section属性，把静态类实例分配到刚才自定义的段中，链接阶段就会自动把实例放到你指定的地址：

• 在main.cpp的全局区域（所有函数外部）直接定义带段属性的类实例：

/* 把MemAssembly实例放到自定义的.mem_class_sec段，地址由链接脚本确定 */
MemAssembly mem_assembly_obj __attribute__((section(".mem_class_sec")));

• 修改main函数中原来的野指针代码，让指针指向这个静态分配的实例：

// 删掉原来未初始化的指针声明，替换为以下内容
MemAssembly * pMemAssembly = &mem_assembly_obj;
pMemAssembly->MemDump();

可选：将类成员函数也放到指定内存区域 #

如果你需要把MemAssembly的成员函数（构造函数、析构函数、自定义方法等）也放到非默认.text的指定地址，只需要给成员函数声明也加上section属性，修改mem.h中的类定义即可：

class MemAssembly{
    public:
        MemAssembly() __attribute__((section(".text.mem_class")));
        ~MemAssembly() __attribute__((section(".text.mem_class")));
        int AssemblyMemoryDump(void) __attribute__((section(".text.mem_class")));

        void MemDump(void) __attribute__((section(".text.mem_class")))
        { 
            printf("RAX_Accumulator ---> Read A : %#018" PRIx64 " \n",_MEMORY_READ_A());
            printf("RAX_Accumulator ---> Read B : %#018" PRIx64 " \n\n",_MEMORY_READ_B());
        }
};

同时在链接脚本的.text段中加入对应段的收集规则即可：

.text : { 
    *(.text) 
    *(.text.mem_class)
}

如果需要把成员函数放到独立的地址区间，只需要和之前自定义数据段一样，先设置.的位置值，再新建段收集即可。

• 重新编译链接后运行，打印出的pMemAssembly地址就会是你在链接脚本中设置的固定值，不会再出现随机地址
• 如果是在Linux用户态环境测试，需要先关闭地址空间随机化，否则动态加载器会对程序做地址重定位，覆盖你设置的固定链接地址，临时关闭命令为echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space，裸机、RTOS等嵌入式场景不存在该问题
• 不要使用未初始化的类指针访问成员，否则会触发内存访问错误或者出现不可预期的运行结果

内容的提问来源于stack exchange，提问作者IceDefcon