文档介绍：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 1 1. 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 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(.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 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( Shared Libraries )组成。一个 C 程序可能引用共享库定义的变量或函数,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: ( assembler and link editor output 汇编器和链接编辑器的输出)、 COFF ( Common Object File Format 通用对象文件格式)、 ELF ( Executable and Linking Format 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:Sv5 后缀,该文件的格式可在编译连接之前设定, 文件为 COFF 格式或者 ELF 格式。设定路径为 Properties->General->Advanced setting->Output format 1. 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,Sv5 编程环境中编译汇编链接生成,并在 TMS320C6678 硬件平台进行了测试。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