Wspólny format plików obiektów

Common Object File Format ( COFF , niemiecki  ogólny obiekt format pliku ) jest w formacie binarnym do programów i plików obiektowych. Został wprowadzony przez AT&T dla systemu operacyjnego Unix System V i jest obecnie używany głównie w opartym na nim formacie PE dla Windows (patrz Portable Executable ). W przypadku rozszerzeń plików „cof”, „obj” lub „ lib ” są często używane, jeśli są dostępne, poza rozszerzeniami używanymi w PE .

fabuła

Format a.out był pierwotnie używany do plików wykonywalnych w systemie Unix . Jednak nie obsługuje to nowoczesnych rozwiązań, takich jak osadzone informacje debugowania lub biblioteki dynamiczne . Dlatego AT&T opracowało wspólny format plików obiektów dla wydania 3 systemu Unix V. Ponieważ oryginalny COFF był ograniczony pod względem projektu, różne warianty opracowano wśród producentów Uniksa (np.XCOFF firmy IBM dla AIX , ECOFF firmy SGI i inne). Wraz z wydaniem 4 Systemu V w 1989 roku AT&T zastąpiło COFF nowym formatem ELF ( format wykonywalny i łączący) opracowanym wspólnie z Sun Microsystems .

cechy

COFF umożliwił osadzenie informacji debugowania bezpośrednio w pliku binarnym. Biblioteki można łączyć dynamicznie i obsługiwać jako oddzielne pliki, dzięki czemu nie muszą stać się niezmienną, niewymienialną częścią pliku programu. W tym celu wszystkie adresy we wpisach relokacji są ładowane do pamięci wirtualnej aplikacji względem faktycznego adresu sekcji. Ten adres wymaga sekcji tylko dla czasu kompilacji, który ma być już ustawiony w programowaniu. Formaty opracowane zgodnie z COFF również mają te możliwości.

posługiwać się

Nowoczesne wersje Unix i Linux nie obsługują już COFF, ale nadal jest używany w systemach wbudowanych . W systemie Windows NT (i wcześniejszych) wariant COFF Portable Executable (PE, czasem także PE / COFF) jest standardowym formatem plików bibliotek i plików wykonywalnych, ale ten wariant różni się nieco od oryginalnego COFF.

Struktura

Plik COFF składa się z kilku części. Rozpoczyna się nagłówkiem pliku i opcjonalnym nagłówkiem . Po nim następuje kilka sekcji , składających się z nagłówka, sekcji danych i obszaru na wpisy numerów linii oraz obszaru na wpisy relokacji. Na końcu pliku znajduje się tablica symboli i tablica ciągów znaków .

Nagłówek pliku

Nagłówek pliku jest na początku pliku. Tam przechowywane są dane opisujące strukturę całego pliku. Obejmuje to magiczną liczbę , która jest różna dla różnych wariantów ( PE , XCOFF itp.), Uniksowy znacznik czasu z czasem utworzenia pliku oraz położenie i rozmiar innych sekcji. Oprócz używania flagi, różne właściwości pliku do zdefiniowania (np. Czy jest wykonywalny). 

struct filehdr {
    unsigned short  f_magic;        /* Magische Zahl */
    unsigned short  f_nscns;        /* Anzahl der Sektionen in der Datei */
    long            f_timdat;       /* Zeitstempel der Erstellung */
    long            f_symptr;       /* Zeiger zur Symboltabelle */
    long            f_nsyms;        /* Größe der Symboltabelle */
    unsigned short  f_opthdr;       /* Größe der "optional header" */
    unsigned short  f_flags;        /* Flags */
};

Opcjonalny nagłówek

Opcjonalny nagłówek zawiera różne dane w zależności od wariantu COFF. Często jest używany do innych informacji wymaganych do realizacji (np. Adres wejściowy). Ponieważ może mieć różne długości, jego rozmiar jest przechowywany w „Nagłówku pliku”.

Nagłówek sekcji

Nagłówka sekcja zawiera dane dotyczące sekcji, w szczególności, jak duże to jest i gdzie to powinno być załadowane do pamięci wirtualnej . W przypadku plików wykonywalnych zwykle początek pamięci, tj. H. pierwsza sekcja jest ładowana pod adres 0; może to wyglądać inaczej w przypadku połączonych danych. Zawierają również wskaźnik i rozmiar pozycji numerów linii i pozycji relokacji. 

struct sectionhdr {
    char           s_name[8];  /* Name der Sektion */
    unsigned long  s_paddr;    /* Speicheradresse, an die diese Sektion geladen werden soll*/
    unsigned long  s_vaddr;    /* virtuelle Adresse, an die diese Sektion geladen werden soll */
    unsigned long  s_size;     /* Größe der Sektion (inklusive Header)*/
    unsigned long  s_scnptr;   /* Zeiger zu den Daten dieser Sektion */
    unsigned long  s_relptr;   /* Zeiger zu den Relokationseinträgen dieser Sektion */
    unsigned long  s_lnnoptr;  /* Zeiger zu dem Zeilennummerneinträgen dieser Sektion */
    unsigned short s_nreloc;   /* Anzahl der Relokationseinträge */
    unsigned short s_nlnno;    /* Anzahl der Zeilennummerneinträge */
    unsigned long  s_flags;    /* Flags */
};

Sekcja danych

Sekcja danych może mieć różną długość. Zawiera rzeczywiste dane w pliku. Są to zwykle instrukcje w kodzie maszynowym , miejsce na zmienne i dane wymagane do wykonania - w skrócie rzeczywisty program.

Wpis relokacji

Wpis relokacji określa, gdzie w sekcji danych można znaleźć symbole. Jest to definiowane indywidualnie dla każdego symbolu. 

typedef struct reloc{
    unsigned long  r_vaddr;   /* Adresse für die Relokation */
    unsigned long  r_symndx;  /* Symbol, für das die Relokation gilt */
    unsigned short r_type;    /* Type der Relokation*/
};

Wprowadzanie numeru wiersza

Numer linii określa, która linia w kodzie źródłowym odpowiada instrukcji w kodzie maszynowym. Jest to szczególnie ważne w przypadku debugowania aplikacji. Każda sekcja ma własną tabelę numerów linii. Wiersze liczone są indywidualnie dla każdej funkcji w sekcji. 

typedef struct lineno{
    union l_addr{
        unsigned long l_symndx;  /* Index des Namens der Funktion */
        unsigned long l_paddr;   /* Adresse der Zeilennummer */
    };
    unsigned short l_lnno;  /* Zeilennummer */
};

Numery wierszy są liczone od początku każdej funkcji od 0. W przypadku wiersza, w którym zaczyna się funkcja, wpis z l_lnno = 0i symbol utworzonej funkcji l_symndx. Dla każdego dodatkowego wiersza funkcji tworzony jest wpis zawierający liczbę wierszy od początku funkcji jako l_lnnooraz adres pierwszej instrukcji z tego wiersza jako l_paddr.

Tabela symboli

Tablica symboli zawiera informacje o symbolach w pliku. Symbole to np. B. Funkcje lub zmienne, które mogą być używane przez inne programy. Rozmiar i położenie tablicy symboli są określone w nagłówku pliku . Tablica symboli składa się z wpisów formularza 

typedef struct sysent{
  union e {
    char e_name[8];             /* Name des Symbols */
    struct e {
      unsigned long e_zeroes;   /* Falls 0, ist der Name des Symbols in der Zeichenkettentabelle angelegt*/
      unsigned long e_offset;   /* Position des Symbols in der Zeichenkettentabelle */
    };
  };
  unsigned long e_value;        /* Wert (in der Regel Adresse) des Symbols */
  short e_scnum;                /* Sektion */
  unsigned short e_type;        /* Datentyp */
  unsigned char e_sclass;       /* Speicherklasse */
  unsigned char e_numaux;       /* Anzahl zusätzlicher Einträge*/
};

Nazwa symbolu jest e_namezapisywana, jeśli ma osiem znaków lub mniej. W przeciwnym razie jest przechowywany w tabeli ciągów znaków, a następnie jest e_zeros = 0i e_offsetwskazuje pozycję tego wpisu w tabeli ciągów znaków. „Wartość” symbolu jest e_valuezapisywana w. Zwykle jest to adres, pod którym przechowywany jest ten symbol, co z kolei zależy od typu danych i klasy pamięci, w której jest e_sclassprzechowywany. e_typeokreśla typ danych symbolu. Może to być typ elementarny (int, float itp.) Lub typ złożony (struct, union). Ponadto symbol może definiować wartość, wskaźnik, pole („tablicę”) lub funkcję zwracającą tę wartość. e_classokreśla klasę pamięci, tj. gdzie i jak symbol jest przechowywany (np. może to być symbol zewnętrzny, argument funkcji, zmienna globalna lub statyczna itp.). W zależności od rodzaju symbolu mogą nastąpić dodatkowe wpisy. Podana jest również liczba tych wpisów e_numaux.

Tabela strun

Tablica ciągów następuje po pliku na końcu. Rozpoczyna się liczbą całkowitą, w której przechowywana jest długość tabeli. Następnie wszystkie struny następują po sobie. Aby odczytać ciąg znaków, musisz znać jego pozycję i możesz zacząć czytać w tym miejscu. Ciągi są zakończone zerem .

Indywidualne dowody

  1. ↑ Common Object File Format Texas Instruments, dostęp 8 marca 2014
  2. ↑ Informacje na SCO System V Release 3 ( pamiątka z oryginałem od 9 marca 2014 roku w Internet Archive ) Info: archiwum Link został automatycznie wstawiony i jeszcze nie sprawdzone. Sprawdź oryginalny i archiwalny link zgodnie z instrukcjami, a następnie usuń to powiadomienie. HP, dostęp 8 marca 2014  @ 1@ 2Szablon: Webachiv / IABot / h10025.www1.hp.com
  3. ^ XCOFF Object File Format IBM, dostęp 8 marca 2013
  4. ↑ Specyfikacja formatu pliku obiektu / tabeli symboli Compaq / HP, dostęp 8 marca 2014
  5. ↑ Typer wykonywalnego ( pamiątka z oryginałem od 9 marca 2014 roku w Internet Archive ) Info: archiwum Link został wstawiony automatycznie i nie została jeszcze sprawdzona. Sprawdź oryginalny i archiwalny link zgodnie z instrukcjami, a następnie usuń to powiadomienie. Linux.org, dostęp 8 marca 2014 @ 1@ 2Szablon: Webachiv / IABot / www.linux.org
  6. ↑ PE and COFF Specification , Microsoft Developer Network, dostęp 8 marca 2014

linki internetowe