組合語言與 C 語言模組混合連結實戰：COFF/PE 格式深度剖析

實驗架構

• ms.asm：入口點 _start，EXTERN _m 呼叫 C 函式
• mc2.c：m() 呼叫 sum()，含全域/區域變數、大型陣列
• 編譯：ml /c /coff ms.asm、cl /c /Fomc.obj mc2.c
• 連結：link /subsystem:windows ms.obj mc.obj

DUMPBIN 解析 .obj 內部結構

ms.obj (組語模組)

• 三節區：.text (代碼、1 個 REL32 重定位項 _m)、.data (空)、.drectve (連結器指令 -entry:start)
• 符號表：_m (UNDEF/EXTERNAL)、start (SECT1/EXTERNAL)

mc.obj (C 模組)

• 兩節區：.drectve (預設庫)、.text (代碼 166 bytes、4 個重定位項)
• 重定位：_e/_f/_ar (DIR32 絕對定址)、_sum (REL32 相對呼叫)
• 符號表：_sum/_m (EXTERNAL)、_ar/_e/_f (UNDEF)

連結後 ms.exe (PE 格式) 重定位結果驗證

• 代碼區：所有 CALL/JMP 轉為區段內相對位移 (E8/E9)，不受載入位址影響。
  例：_start 呼叫 _m → E8 4B 00 00 00 (相對位移 0x4B)
• 資料區：全域變數存取採 絕對位址 (OpCode C7 05 addr)。
  連結器指定 ImageBase=0x400000、BaseOfData=0x2000 → 資料區載入 0x402000。
  若實際載入位址 ≠ 0x402000，絕對定址指令將出錯！

32 位元保護模式下的關鍵結論

1. 4 GB 定址空間使所有代碼可合併單一區段，CALL/JMP 全為相對跳轉，位置無關 (PIC)。
2. 資料區絕對定址需連結器 /BASE:LoadAddress 指定載入基址，或作業系統支援基址重定位 (Base Relocation Table)。
3. 開發 OS 進入保護模式後，可放心使用高階語言工具鏈，代碼區相對定址自動正確；僅須自行處理資料區重定位或固定載入位址。