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上传时间: 2011-04-13
详细说明： 摘要 嵌入式操作系统应用领域广，硬件环境复杂多样，降低开发成本、缩短开发周 期、提高产品质量是工业界和学术界共同关注的问题。借鉴软件复用的思想， 采用基于构件的软件开发思路来开发嵌入式操作系统是一条可行的途径。本文 是作者在探索系统软件构件的复用技术的过程中生成的技术笔记，重点分析了 UNIX 类操作系统中普遍采用的目标文件格式 ELF （Executable and Linkable Format），目的是研究操作系统中二进制级软件构件的静态、动态组装技术。 本文首先介绍 ELF 文件格式规范，然后结合一个简单的 C 语言程序，分析编 译、链接后生成的可重定位、可执行格式实例。 关键词 操作系统 编译 链接 目标文件 软件构件 目 录 1 简介.... ................................................................................................................................. 1 2 相关标准............................................................................................................................. 1 2.1 SYSTEM V ABI........................................................................................................................................ 1 2.2 LSB ........................................................................................................................................................ 2 3 ELF文件格式..................................................................................................................... 2 3.1 简介........................................................................................................................................................ 2 3.1.1 目标文件中的数据表示................................................................................................................ 2 3.2 目标文件格式........................................................................................................................................ 3 3.3 ELF HEADER部分 .................................................................................................................................. 3 3.4 节区（SECTIONS ）................................................................................................................................ 6 3.4.1 节区头部表格................................................................................................................................ 6 3.4.2 节区头部 ....................................................................................................................................... 7 3.4.3 特殊节区 ..................................................................................................................................... 10 3.5 字符串表 （STRING TABLE ）............................................................................................................... 12 3.6 符号表（SYMBOL TABLE ）................................................................................................................. 13 3.6.1 关于st_info的说明....................................................................................................................... 13 3.6.2 符号类型 ..................................................................................................................................... 14 3.6.3 特殊的节区索引.......................................................................................................................... 15 3.6.4 STN_UNDEF符号....................................................................................................................... 15 3.6.5 符号取值 ..................................................................................................................................... 15 3.7 重定位信息.......................................................................................................................................... 16 3.7.1 重定位表项.................................................................................................................................. 16 3.7.2 重定位类型.................................................................................................................................. 17 3.8 程序加载和动态链接.......................................................................................................................... 19 3.8.1 程序头部 （Program Header ）................................................................................................... 19 3.8.2 程序加载 ..................................................................................................................................... 21 3.8.3 动态链接 ..................................................................................................................................... 23 3.8.4 全局偏移表（GOT）................................................................................................................. 27 3.8.5 过程链接表（PLT）................................................................................................................... 28 3.8.6 哈希表（Hash Table ）................................................................................................................ 30 3.8.7 初始化和终止函数...................................................................................................................... 31 3.9 C库....................................................................................................................................................... 31 3.9.1 关于C库函数............................................................................................................................... 31 3.9.2 全局数据符号.............................................................................................................................. 33 图形目录 图 1 目标文件格式................................................................................................................................3 图 2 ELF Header数据结构.................................................................................................................3 图 3 节区头部数据结构.......................................................................................................................7 图 4 符号表项格式定义..................................................................................................................... 13 图 5 符号表项的st_info字段合成...................................................................................................... 13 图 6 重定位表项的格式..................................................................................................................... 16 图 7 程序头部数据结构..................................................................................................................... 19 图 8 注释节区示例.............................................................................................................................21 图 9 可执行文件布局示例.................................................................................................................22 图 10 动态节区符号结构...................................................................................................................24 图 11 绝对过程链接表........................................................................................................................28 图 12 位置独立的过程链接表...........................................................................................................29 图 13 符号哈希表的组织...................................................................................................................30 ...展开收缩
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