【Contiki】ELF文件的动态加载机制

目录

一、概述

二、ELF文件动态加载机制

2.1 ELF文件的动态加载基本步骤

2.2 ELF文件的动态加载流程

三、ELF文件

3.1 ELF文件头部解析

3.2 ELF文件中的section节信息

3.2 ELF文件中代码段信息

3.3 ELF文件中可重定位信息

3.3.1 Contiki中x86参考代码

3.3.2 contiki中stm32w108中参考代码

四、ELF文件动态加载实现

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一、概述

        ELF文件的动态加载机制主要依赖于动态链接器（dynamic linker），也称为动态加载器（dynamic loader）。动态链接器负责在程序运行时解析ELF文件中的动态链接信息，加载所需的共享库，并完成符号解析和重定位过程。

二、ELF文件动态加载机制

2.1 ELF文件的动态加载基本步骤

        1. 程序启动时，操作系统加载ELF文件到内存中。

        2. 程序的启动代码会调用动态链接器，通常这个链接器是系统预设的，例如在Linux系统中通常是`/lib/ld-linux.so.2`。

        3. 动态链接器读取ELF文件头部的动态段（.dynamic section），这个段包含了动态链接所需的所有信息。

        4. 动态链接器根据动态段中的信息，加载程序依赖的共享库（shared libraries）到内存中。

        5. 动态链接器执行重定位操作，修正程序中对共享库中函数和变量的引用，确保它们指向正确的内存地址。

        6. 动态链接器执行共享库的初始化代码，完成必要的初始化工作。

        7. 最后，动态链接器将控制权交给程序，程序开始执行。

        动态加载机制允许程序在运行时链接和使用共享库，这不仅节省了内存资源，还提高了程序的灵活性和可维护性。

2.2 ELF文件的动态加载流程

        有两种不同的ELF格式映像，一种是静态链接的，在装入/启动其运行时无需装入函数库映像、也无需进行动态连接。另一种是动态连接，需要在装入/启动其运行时同时装入函数库映像并进行动态链接。静态链接的ELF映像装入/启动映像必需由内核完成，而动态链接的实现则既可以在内核中完成，也可在用户空间完成。

三、ELF文件

        ELF文件，即Executable and Linkable Format文件，是一种常见的二进制文件格式，用于存储程序代码和数据。它在Unix和类Unix系统中广泛使用，包括Linux和各种BSD系统。ELF文件格式支持可执行文件、目标代码、共享库和核心转储等多种类型。它定义了程序的结构，包括程序头、节头、代码段、数据段等，使得链接器和加载器能够理解和处理这些文件。

3.1 ELF文件头部解析

        ELF文件头部是ELF格式文件的起始部分，它包含了文件的元数据信息，这些信息对于理解整个文件的结构至关重要。头部通常包含了以下几个关键字段：

         e_ident：这是一个16字节的序列，用于标识文件是否为ELF格式，以及提供关于文件的其他基本信息，如字节序和ELF版本。

        e_type：这个字段指明了ELF文件的类型，例如可执行文件、目标文件、共享对象或核心转储文件。

        e_machine：这个字段指明了目标机器的架构，例如x86、ARM或MIPS等。