C6000 ELF文件格式.ppt

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1、TMS320C6000的生成文件格式——ELF格式介绍主要内容ELF文件格式2概述11.概述不管何种可执行文件格式，一些基本的要素是必须的，显而易见地，文件中应包含代码和数据。因为文件可能引用外部文件定义的符号（变量和函数），因此重定位信息和符号信息也是需要的。一些辅助信息是可选的，如调试信息、硬件信息等。基本上任意一种可执行文件格式都是按区间保存上述信息，称为段（Segment）或节（Section）。不同的文件格式中段和节的含义可能有细微区别，但根据上下文关系可以很清楚的理解，这不是关键问题。最后，可执行文件通常都有一个文件头部以描述本文件的总体结构。1.概述相对可执行文件有三个重要的

2、概念：编译（compile）、连接（link，也可称为链接、联接）、加载（load）。源程序文件被编译成目标文件，多个目标文件被连接成一个最终的可执行文件，可执行文件被加载到内存中运行。因为本文重点是讨论可执行文件格式，因此加载过程也相对重点讨论。下面是LINUX平台下ELF文件加载过程的一个简单描述（CCSv5中.out文件的加载过程与LINUX平台下可执行文件的加载过程相似）。1.概述1）内核首先读ELF文件的头部，然后根据头部的数据指示分别读入各种数据结构，找到标记为可加载（loadable）的段，把段内容加载到内存中。段的标记指示该段在内存中是否可读、可写，可执行。显然，文本段(.

3、text)是只读可执行(-r-x)，而数据段是可读可写(-r-w)。这种方式是利用了现代操作系统和处理器对内存的保护功能。2)内核分析出ELF文件标记为PT_INTERP的段中所对应的动态连接器名称，并加载动态连接器。3)内核在新进程的堆栈中设置一些标记-值对，以指示动态连接器的相关操作。4)内核把控制传递给动态连接器。5)动态连接器检查程序对外部文件（共享库）的依赖性，并在需要时对其进行加载。1.概述6）态连接器对程序的外部引用进行重定位，通俗的讲，就是告诉程序其引用的外部变量/函数的地址，此地址位于共享库被加载在内存的区间内。动态连接还有一个延迟（Lazy）定位的特性，即只在"真正"需

4、要引用符号时才重定位，这对提高程序运行效率有极大帮助。7)动态连接器执行在ELF文件中标记为.init的节的代码，进行程序运行的初始化。8)动态连接器把控制传递给程序，从ELF文件头部中定义的程序进入点开始执行。在ELF格式中，程序进入点的值是显式存在的，在COFF格式中则是由规范隐含定义。1.概述从上面的描述可以看出，加载文件最重要的是完成两件事情：加载程序段和数据段到内存；进行外部定义符号的重定位。重定位是程序连接中一个重要概念。我们知道，一个可执行程序通常是由一个含有main()的主程序文件、若干目标文件、若干共享库（SharedLibraries）组成。一个C程序可能引用共享库定义

5、的变量或函数，因此程序运行时必须知道这些变量/函数的地址。在静态连接中，程序所有需要使用的外部定义都完全包含在可执行程序中，而动态连接则只在可执行文件中设置相关外部定义的一些引用信息，真正的重定位是在程序运行之时。静态连接方式有两个大问题：如果库中变量或函数有任何变化都必须重新编译连接程序；如果多个程序引用同样的变量/函数，则此变量/函数会在文件/内存中出现多次，浪费硬盘/内存空间。比较两种连接方式生成的可执行文件的大小，可以看出有明显的区别。1.概述UNIX/LINUX平台下三种主要的可执行文件格式：a.out（assemblerandlinkeditoroutput汇编器和链接编辑器的

6、输出）、COFF（CommonObjectFileFormat通用对象文件格式）、ELF（ExecutableandLinkingFormat可执行和链接格式）。CCSV5平台与上述LINUX平台下可执行文件格式的概念略有区别：在CCSv5编译连接生成的可执行文件为.out后缀，该文件的格式可在编译连接之前设定，设置生成.out文件为COFF格式或者ELF格式。设定路径为Properties->General->Advancedsetting->Outputformat1.概述本文档仅详细说明ELF及COFF的格式标准注意本文档附带Demo例程，在CCSv5编程环境中编译汇编链接生成，并在

7、TMS320C6678硬件平台进行了测试。Demo.out为该例程生成的加载可执行目标文件，该文件以ELF格式存储，是下文展示ELF格式内容时用到的样本文件。Demo.map为该例程编译过程中生成的数据存储映射文件，该文件详细列出了程序运行时的入口地址、所有字符地址、所有段数据存储地址及长度等信息。以上两个文件可在例程的Debug文件夹下找到。1.概述2.ELF文件格式2.ELF文件格式ELF的总体布局如下该格式文件大体