读《Professional Assembly Language》之lc消失之迷

Professional Assembly Lanauge

今年是离开校园的第五年，这五年来我一直在从事应用软件的设计、开发工作，大部分时间是在与高级编程语言、设计模式、业务逻辑打交道。它们大多流于表面，久而久之，与技术底层疏远了，诸如计算机组成原理、汇编语言、编译原理、数据结构以及算法慢慢得生疏，时至今日，我已经弄不懂IA-32里有几类寄存器、间接寻址、词法分析是怎么一回事情了。五年是一个契机，趁着下一个五年开始之际，我计划用三个月至半年时想间，重新学习这些知识，以期达到巩固基础，厚积薄发的目的。

学习过程肯定会有问题，找不出问题的学生不是好学生。因此，我把遇到的问题和解决的方法记录下来，便形成了读书笔记。本篇博文便是我在阅读《Professional Assembly Language》一书时，所作的其中一篇读书笔记。《Professional Assembly Language》，中文译作《汇编语言程序设计》，是我学习汇编语言时选择的工具书，该书对于我这种已经有了高级语言的使用经验，又热衷Linux的人来说非常合适。

上文里说到了，在x86-64的机器上，通过对as命令加入–32 参数，并在 ld 命令里加入-melf_i386参数，即可编译并链接成32-bit的cpuid。关于这两个参数的说明，可以参看man手册。

同样是在第四章节，链接c库函数，作者提供了另一个版本的cpuid，这次链接过程出现了新问题，可不是简单加入个参数就能解决的。是什么问题呢？如下：
$ as -gstabs --32 -o cpuid2.o cpuid2.s
$ ld -melf_i386 -dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 -o cpuid2 -lc cpuid2.o
ld: skipping incompatible /usr/lib/libc.so when searching for -lc
ld: skipping incompatible /usr/lib/libc.a when searching for -lc
ld: cannot find -lc

如果在ld命令加入–verbose参数，则更能看清问题：
attempt to open /usr/x86_64-linux-gnu/lib32/libc.so failed
attempt to open /usr/x86_64-linux-gnu/lib32/libc.a failed
attempt to open /usr/i386-linux-gnu/lib32/libc.so failed
attempt to open /usr/i386-linux-gnu/lib32/libc.a failed
attempt to open /usr/local/lib32/libc.so failed
attempt to open /usr/local/lib32/libc.a failed
attempt to open /lib32/libc.so failed
attempt to open /lib32/libc.a failed
attempt to open /usr/lib32/libc.so failed
attempt to open /usr/lib32/libc.a failed
attempt to open /usr/i386-linux-gnu/lib/libc.so failed
attempt to open /usr/i386-linux-gnu/lib/libc.a failed
attempt to open /usr/local/lib/libc.so failed
attempt to open /usr/local/lib/libc.a failed
attempt to open /lib/libc.so failed
attempt to open /lib/libc.a failed
attempt to open /usr/lib/libc.so succeeded
opened script file /usr/lib/libc.so
ld: skipping incompatible /usr/lib/libc.so when searching for -lc
attempt to open /usr/lib/libc.a succeeded
ld: skipping incompatible /usr/lib/libc.a when searching for -lc
ld: cannot find -lc

很明显，找不到libc.so文件，可是检查了/lib目录，发现存在libc的踪影，不过它是64-bit的，因此导致了上述的incompatible的信息。
$ file /lib/libc-2.11.2.so
/lib/libc-2.11.2.so: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.18, stripped

要解决这个问题，需要安装一个package，这就是ia32-libs，以下是说明：

This package contains runtime libraries for the ia32/i386 architecture, configured for use on an amd64 or ia64 Debian system running a 64-bit kernel.

IA32-libs in Aptitude

不同的Linux发行版的安装方法不同，这里就不赘述了。安装之后，再次执行ld，这次需要特别注意使用32-bit的库文件。
$ ld /lib32/libc.so.6 -melf_i386 -o cpuid2 cpuid2.o -dynamic-linker /lib32/ld-linux.so.2
$ ./cpuid2
The processor Vendor ID is ‘AuthenticAMD’