LX-1164微处理器连接程序的设计与实现

论文摘要

连接程序是CPU编译工具链中非常重要的一个环节，开地发一个新的CPU必须也要开发相应的连接程序。在开发64位LX-1164安全微处理器连接程序过程中，本文深入研究了连接程序的原理及工作过程。根据LX-1164安全微处理器体系结构的需求，设计了一个基于两遍扫描过程的连接程序LX-Linker，该连接程序在进行地址重定位时具有强制检查地址越界的功能，增强了系统的安全性。本文对连接程序的操作对象-二进制目标文件也做了一定描述，并在32位ELF的基础上改进了与LX-1164体系相适应的内容。文中也给出了LX-Linker实现过程当中的模块划分、数据结构设计以及重要函数的分析。此文对国内连接程序的开发者具有普遍参考意义。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题主要研究内容及意义
• 1.3 本论文的组织结构
• 第二章 连接程序
• 2.1 概述
• 2.2 连接装配程序发展历史
• 2.2.1 编译并执行装配方案
• 2.2.2 一般的连接装配方案
• 2.2.3 绝对装配程序方案
• 2.2.4 子程序连接方案
• 2.2.5 重定位装配方案
• 2.3 GNU简介
• 2.4 GNU LD概述
• 2.5 GNU LD实现方法与技术
• 第三章 二进制目标文件
• 3.1 ELF
• 3.1.1 ELF格式基本框架
• 3.1.2 ELF头
• 3.1.3 节与节头
• 3.1.4 段与程序头
• 3.2 LX-1164体系结构的 ELF
• 第四章 LX-1164硬件平台
• 4.1 处理器概述
• 4.2 连接程序相关的处理器特征
• 4.2.1 字节顺序和数据对齐
• 4.2.2 指令格式
• 4.2.3 寻址方式
• 第五章 LX-1164连接程序设计实现
• 5.1 模块划分
• 5.2 重要数据结构
• 5.3 模块连接时的存储布局设计
• 5.4 第一遍扫描过程的设计
• 5.5 第二遍扫描过程的设计
• 5.6 重要函数设计与解析
• 5.6.1 生成和释放哈希表函数
• 5.6.2 添加符号信息到哈希表函数
• 5.6.3 符号表的写入函数
• 5.6.4 获取重定位节的内容函数
• 5.6.5 查找添加字符串函数
• 5.6.6 遍历哈希表函数
• 5.6.7 判断是否越界函数
• 第六章 连接程序控制脚本的编写
• 6.1 脚本文件
• 6.2 编写 LX-1164连接程序控制脚本
• 6.3 添加脚本到 BINUTILS包
• 6.3.1 添加 BFD后端
• 6.3.2 添加修改 LD脚本文件
• 第七章 运行结果分析
• 7.1 连接程序运行结果
• 7.1.1 设计一个冒泡排序程序，用 LX-1164的汇编语法实现
• 7.1.2 用汇编程序汇编该文件
• 7.1.3 使用连接程序连接结果
• 7.2 使用软件模拟器测试
• 第八章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况