· KLDP.org · KLDP.net · KLDP Wiki · KLDP BBS ·
XIP »ìÆ캸±â

eXecute In Place (XIP) »ìÆ캸±â

ÀúÀÚ: Phil Wilshire <philwil AT earthlink.net>
¹ø¿ª: ±è³²Çü <namhyung AT gmail.com>


1. XIP (eXecute In Place)

XIP ´Â uClinux »ó¿¡¼­ È°¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Â À¯¿ëÇÑ ¿É¼Ç ÁßÀÇ ÇϳªÀÌ´Ù. XIP ÀÇ ÀåÁ¡Àº µ¿ÀÏÇÑ ÇÁ·Î±×·¥À» ¿©·¯¹ø ½ÇÇàÇÒ ¶§ ÅؽºÆ® ¼¼±×¸ÕÆ®¸¦ º¹»çÇÒ ÇÊ¿ä°¡ ¾ø´Ù´Â °ÍÀÌ´Ù. ½ÇÁ¦·Î ÅؽºÆ® ¼¼±×¸ÕÆ®´Â Ç÷¡½Ã ¸Þ¸ð¸® »ó¿¡ Á¸ÀçÇÒ ¼ö Àֱ⠶§¹®¿¡ ½Ã½ºÅÛÀÇ RAM ¿¡ º¹»çµÉ ÇÊ¿ä°¡ ÀüÇô ¾ø´Ù. ÀÌ°ÍÀº Ä¿´Ù¶õ ÄÚµå ¿µ¿ªÀ» °¡Áö´Â ÇÁ·Î±×·¥ÀÌ ½Ã½ºÅÛ »ó¿¡ ¿©·¯ °³ÀÇ ÀνºÅϽº·Î ½ÇÇàµÇ´Â ŽºÅ©¿¡¼­ À¯¿ëÇÏ´Ù.

ÀÌ °æ¿ì °¢°¢ÀÇ ÇÁ·Î¼¼½º¿¡ ´ëÇؼ­ ¿ÀÁ÷ ½ºÅÃ, BSS, µ¥ÀÌÅÍ ¼¼±×¸ÕÆ®¸¸ÀÌ »õ·Î »ý¼ºµÉ ÇÊ¿ä°¡ ÀÖ´Ù. ±×¸®°í ÅؽºÆ® ¼¼±×¸ÕÆ® ¿µ¿ªÀº Ç÷¡½Ã ¸Þ¸ð¸®¿¡ Á¸ÀçÇϰųª, ¼º´ÉÀÌ ¹®Á¦°¡ µÇ´Â °æ¿ì ÆÄÀÏ ½Ã½ºÅÛÀÇ ³»¿ëÀ» RAM ¿¡ º¹»çÇÑ ÈÄ¿¡ ·¥ µð½ºÅ©·Î ¸¶¿îÆ®µÉ ¼ö ÀÖ´Ù. ¸¸¾à ÆÄÀÏ ½Ã½ºÅÛ ³»ÀÇ ½ÇÇà ÆÄÀÏÀÌ XIP ¸¦ Áö¿øÇϵµ·Ï ÄÄÆÄÀÏ µÇ¾ú°í Çì´õ ÆÄÀÏ¿¡¼­ XIP Ç÷¡±×¸¦ ¼³Á¤ÇÏ¿´À¸¸é ¿ÀÁ÷ ÇϳªÀÇ ÅؽºÆ® ¼¼±×¸ÕÆ®¸¸ÀÌ ·ÎµåµÇ¾î ½ÇÇàµÈ´Ù.


2. XIP ¿Í Ä¿³Î

Ä¿³ÎÀº Ç×»ó "XIP" ·Î µ¿ÀÛÇÑ´Ù. ¿©±â¼­ °¡Áú ¼ö ÀÖ´Â ´Ü ÇÑ°¡Áö Àǹ®Á¡Àº ¸¸¾à Ä¿³ÎÀÌ ½ÇÇàµÇ±â Àü¿¡ RAM À¸·Î º¹»çµÇ´Â °æ¿ì¿¡ ´ëÇÑ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ°ÍÀº ´ÙÀ½°ú °°Àº ¿©·¯°¡Áö Àϵ鿡 ÀÇÁ¸ÇÑ´Ù:

  • Ä¿³ÎÀÌ ÅؽºÆ® ¼½¼Ç¿¡ ÀÖ´Â º¯¼ö¸¦ »ç¿ëÇϴ°¡?
  • Ä¿³Î ¸µÅ© ¸ÊÀÌ ROM ³»ÀÇ Ä¿³ÎÀÇ º£À̽º·Î Á¤ÀǵǾî Àִ°¡?
  • Ä¿³Î ½ºÅ¸Æ® ¾÷ ÄÚµå (Ä¿³Î ¼Ò½º Æ®¸® ³»ÀÇ head.S ȤÀº crt0.s ÆÄÀÏ) °¡ Ä¿³ÎÀ» RAM À¸·Î Àç¹èÄ¡ (relocate) Çϵµ·Ï ¿ä±¸Çϴ°¡?

Àϼ³¿¡ µû¸£¸é ARM Ä¿³ÎÀÇ ¾î¶² º¯¼ö°¡ ÅؽºÆ® ¼¼±×¸ÕÆ® ³»¿¡ Àֱ⠶§¹®¿¡ ARM Ä¿³ÎÀ» ROM ¿¡¼­ ½ÇÇà½ÃÅ°±â ¾î·Æ´Ù°í ÇÑ´Ù. (TODO: ½Ã¹Ä·¹ÀÌÅ͸¦ ÅëÇØ È®ÀÎÇØ º¼ °Í!)

68K (Dragonball) ¿Í Coldfire Ä¿³ÎÀº ROM ¿¡¼­ ½ÇÇàµÉ ¼ö ÀÖ¾î¾ß ÇÑ´Ù. ¸ðµç ÃʱâÈ­ ÄÚµå´Â ³ªÁß¿¡ ¿©±â¿¡ »ç¿ëµÈ ¸Þ¸ð¸®¸¦ ´Ù½Ã »ç¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ°Ô Çϱâ À§Çؼ­ RAM »ó¿¡ Á¸ÀçÇϵµ·Ï ÇØ¾ß ÇÑ´Ù (¾Æ´Ï¸é ¸Þ¸ð¸®¸¦ ÇØÁ¦ÇÏÁö ¾Êµµ·Ï ÇÑ´Ù).


3. XIP ¿Í »ç¿ëÀÚ Å½ºÅ©

»ç¿ëÀÚ Å½ºÅ©µµ XIP ·Î µ¿ÀÛÇϵµ·Ï Á¤ÀÇÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ °æ¿ì ¿ÀÁ÷ µ¥ÀÌÅÍ, BSS, Àç¹èÄ¡ Á¤º¸¿Í ½ºÅà ¸¸ÀÌ °¢ ŽºÅ© °íÀ¯ÀÇ RAM ¿µ¿ª¿¡ Á¸ÀçÇÑ´Ù. ½ºÅà ¿µ¿ªÀÇ Å©±â°¡ Áõ°¡µÉ ¼ö ¾øÀ½¿¡ ÁÖÀÇÇ϶ó. ÀÌ Å©±â´Â elf2flt °¡ µ¿ÀÛÇÒ ¶§ °íÁ¤µÈ´Ù. ÀÌ°ÍÀº elf2flt ÇÁ·Î±×·¥À» ´Ù½Ã ½ÇÇàÇϰųª flthdr (¾Æ·¡ ÂüÁ¶)¸¦ »ç¿ëÇؼ­ º¯°æÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.

/!\ ÁÖÀÇ: ÀÌ Ç÷¡±×?¸¦ ÀÌ¿ëÇؼ­ XIP °¡ ¾Æ´Ñ Äڵ带 XIP ÄÚµå·Î º¯°æÇÒ ¼ö´Â ¾ø´Ù. ÇÏÁö¸¸ XIP Äڵ尡 (¿©·¯ ÀνºÅϽº°¡ ½ÇÇàµÉ ¶§) ÅؽºÆ® ¼½¼ÇÀ» °­Á¦·Î ·ÎµåÇϵµ·Ï ÇÒ ¼ö´Â ÀÖ´Ù.

¸ðµç flat ÆÄÀÏÀ» ·ÎµåÇÏ´Â Ä¿³Î ÄÚµå´Â ¿©±â¿¡ ÀÖ´Ù: linux-2.04.x/fs/binfmt_flat.c

±× Áß ÇÊ¿äÇÑ RAM ¿µ¿ªÀ» ÇÒ´çÇÏ´Â ºÎºÐÀÇ ÄÚµå´Â ´ÙÀ½°ú °°´Ù.

extra = MAX(bss_len + stack_len, relocs * sizeof(unsigned long));
 
down_write(&t->mm->mmap_sem);
realdatastart = do_mmap(0, 0, data_len + extra +
                        MAX_SHARED_LIBS * sizeof(unsigned long),
                        PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC, 0, 0);
up_write(&t->mm->mmap_sem);


4. Flat ÆÄÀÏ Àç¹èÄ¡

·Î´õ ÇÁ·Î¼¼½º´Â µ¥ÀÌÅÍ ¼¼±×¸ÕÆ®°¡ ÇÒ´çµÈ ¿µ¿ªÀÌ º¯°æµÊ¿¡ µû¶ó ÇÊ¿äÇÑ ÀÛ¾÷µéÀ» ó¸®ÇØ¾ß ÇÑ´Ù. ÀÌ°ÍÀº MMU °¡ ¾ø±â ¶§¹®¿¡ ¹ß»ýÇÏ´Â ¹®Á¦ÀÌ´Ù. ¿ì¸®´Â ´Ü¼øÈ÷ "ÀûÀýÇÑ °÷¿¡ ¸Þ¸ð¸®°¡ Á¸ÀçÇϵµ·Ï" ÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. Àç¹èÄ¡ ¸ñ·ÏÀº elf ÆÄÀÏÀÌ flat ÆÄÀÏ·Î º¯È¯µÉ ¶§ elf2flt ÇÁ·Î±×·¥¿¡ ÀÇÇØ Á¤ÇØÁø´Ù.

°í·ÁÇØ º¼ ¸¸ÇÑ µÎ°¡Áö Á¾·ùÀÇ Àç¹èÄ¡ ¹æ¹ýÀÌ ÀÖ´Ù.

4.1. Global Offset Table (GOT)

ÀÌ°ÍÀº »ç½Ç ÀÌ ¹®¼­¿¡¼­ ´Ù·ê ³»¿ëÀº ¾Æ´ÏÁö¸¸ ¾ð±ÞÇÒ °¡Ä¡°¡ ÀÖÀ¸¹Ç·Î ¾ê±âÇÏ°íÀÚ ÇÑ´Ù. ¸¸ÀÏ ÄÄÆÄÀϽà ¿É¼ÇÀ¸·Î GOT¸¦ È°¼ºÈ­ ½ÃÄ×´Ù¸é µ¥ÀÌÅÍ ¼¼±×¸ÕÆ®´Â GOT ¿µ¿ª¿¡¼­ ½ÃÀÛÇÏ°Ô µÈ´Ù. ÀÌ Å×ÀÌºí¿¡ ÀÖ´Â ÁÖ¼Ò °ªµéÀº µ¥ÀÌÅÍ ¼½¼ÇÀÇ ½ÇÁ¦ ÁÖ¼Ò¸¦ ¹Ý¿µÇÏ¿© Àç¹èÄ¡µÉ ÇÊ¿ä°¡ ÀÖ´Ù. GOT Å×À̺íÀÇ ¸¶Áö¸·Àº (Á¸ÀçÇÏ´Â °æ¿ì) -1 (0xFFFFFFFF) °ªÀ» °¡Áø´Ù.

¾Æ·¡ÀÇ ÄÚµå´Â binfmt_flat.c ÀÇ ³»¿ëÀ¸·Î GOT Å×À̺íÀ» ¾÷µ¥ÀÌÆ®ÇÏ´Â ºÎºÐÀÌ´Ù.

if (flags & FLAT_FLAG_GOTPIC) {
    for (rp = (unsigned long *)datapos; *rp != 0xffffffff;rp++) {
        unsigned long addr;
        if (*rp) {
            addr = calc_reloc(*rp, libinfo, id, 0);
            if (addr == RELOC_FAILED)
                return -ENOEXEC;
            *rp = addr;
        }
    }
}


4.2. ÄÚµå Àç¹èÄ¡ (Code RELOCS)

ÀÌ ¹æ¹ýÀº elf2flt ÇÁ·Î¼¼½º¿¡ ÀÇÇØ »ý¼ºµÈ Àç¹èÄ¡ Å×À̺íÀ» »ç¿ëÇÑ´Ù. ÁÖÀÇÇÒ Á¡Àº, ¸¸¾à ÆÄÀÏÀÌ XIP ·Î µ¿ÀÛÇϵµ·Ï µÇ¾î ÀÖ´Ù¸é ¿©·¯ °³ÀÇ ½ÇÇà ÆÄÀÏ¿¡¼­ °øÀ¯µÇ±â À§ÇØ ÅؽºÆ® ¼¼±×¸ÕÆ® ¿µ¿ªÀº ¿µÇâÀ» ÁÖÁö ¾Ê´Â´Ù´Â °ÍÀÌ´Ù.

Å×À̺íÀÇ °¢ ¿£Æ®¸®´Â Àç¹èÄ¡µÉ ÇÊ¿ä°¡ ÀÖ´Â ¿µ¿ªÀÇ ÁÖ¼Ò¸¦ ³ªÅ¸³½´Ù. Àç¹èÄ¡ÇÒ ¿µ¿ª ÀÚü°¡ Àç¹èÄ¡µÇ±â ¶§¹®¿¡ ÀÌ ¿µ¿ªÀÇ ÁÖ¼Ò°¡ ¸ÕÀú ¼öÁ¤µÇ¾î¾ß ÇÑ´Ù. ÀÏ´Ü º¯°æµÈ ÁÖ¼Ò°¡ °è»êµÇ¸é ±× ÁÖ¼Ò°¡ °¡¸®Å°´Â ¿µ¿ªÀÇ ³»¿ëÀº °áÁ¤µÇ¸ç ÇØ´ç ¿µ¿ª¿¡´Â »õ·Î¿î ÁÖ¼Ò°¡ Àû¿ëµÈ´Ù.

Áּҵ鰣¿¡ ´Ù¸¥ ¹ÙÀÌÆ® ¿À´õ¸µ Çü½Ä (little/big endian) ÀÌ »ç¿ëµÈ´Ù¸é º¹ÀâÇÑ ¹®Á¦°¡ ¹ß»ýµÇ¸ç Àç¹èÄ¡µÇ´Â ½ÇÁ¦ ÁÖ¼Ò´Â Á¤·ÄµÇÁö ¾ÊÀ» ¼ö ÀÖ´Ù.

´Ù½Ã Çѹø binfmt_flat.c ÆÄÀÏÀ» »ìÆì º¸ÀÚ. ¾Æ·¡ÀÇ ÄÚµå´Â Àç¹èÄ¡¸¦ ¼öÇàÇÏ´Â ºÎºÐÀ» ³ªÅ¸³½´Ù.

for (i=0; i < relocs; i++) {
    unsigned long addr;
 
    /* Àç¹èÄ¡µÉ Æ÷ÀÎÅÍÀÇ ÁÖ¼Ò¸¦ ¾ò¾î¿Â´Ù.
       (¹°·Ð ¸ÕÀú ÀÌ ÁÖ¼Ò¸¦ Àç¹èÄ¡ ÇØ¾ß ÇÑ´Ù) */
    rp = (unsigned long *)calc_reloc(ntohl(reloc[i]), libinfo, id, 1);
    if (rp == (unsigned long *)RELOC_FAILED)
        return -ENOEXEC;
 
    /* Æ÷ÀÎÅÍ°¡ °¡¸®Å°´Â ³»¿ëÀ» °¡Á® ¿Â´Ù. */
    addr = get_unaligned (rp);
 
    if (addr != 0) {
        /*
         * Àç¹èÄ¡¸¦ ¼öÇàÇÑ´Ù.
         * µ¥ÀÌÅÍ ¼½¼ÇÀÇ PIC Àç¹èÄ¡´Â ÀÌ¹Ì Å¸°ÙÀÇ ¹ÙÀÌÆ® ¿À´õ·Î µÇ¾î ÀÖ´Ù.
         */
        addr = calc_reloc( (flags & FLAT_FLAG_GOTPIC) ? addr : ntohl(addr),
                          libinfo, id, 0);
        if (addr == RELOC_FAILED)
            return -ENOEXEC;

        /* Àç¹èÄ¡µÈ Æ÷ÀÎÅ͸¦ ±â·ÏÇÑ´Ù(write back).  */
        put_unaligned (addr, rp);
    }
}


5. ¿¬°á

À§¿¡ »ìÆ캸¾ÒµíÀÌ ÀÌ°ÍÀÌ µ¿ÀÛÇϱâ À§Çؼ­´Â ¿©·¯ ½Ã½ºÅÛµéÀÌ ÇÔ²² ÀûÀýÈ÷ µ¿ÀÛÇØ¾ß ÇÑ´Ù.

  • bitfmt_flat.c ´Â elf2flt ÀÇ Ãâ·ÂÀ» ÀÌÇØÇØ¾ß ÇÑ´Ù.
  • elf2flt ´Â (ƯÈ÷) Àç¹èÄ¡ ¿µ¿ª¿¡ ´ëÇÑ ÀûÀýÇÑ Ãâ·ÂÀ» »ý¼ºÇØ¾ß ÇÑ´Ù.
  • ÄÄÆÄÀÏ·¯´Â ¿Ã¹Ù¸¥ GOT Á¤º¸¿Í PIC Äڵ带 »ý¼ºÇØ¾ß ÇÑ´Ù.
  • crt0.o °ú °°Àº ¶óÀ̺귯¸® ¿ä¼Ò´Â À§ÀÇ ¸ðµç °Íµé°ú Àß µ¿ÀÛÇØ¾ß ÇÑ´Ù.

ÀÌ ¸ðµç ¿ä¼ÒµéÀÌ ÇÔ²² °ü¸®µÇ±â À§ÇØ ¸®ºñÀü ¹øÈ£°¡ »ý¼ºµÇ¾ú´Ù.


6. Flathdr - flat ÆÄÀÏ ¸Å´ÏÀú

ÀÌ ÇÁ·Î±×·¥Àº elf2flt ¿¡ ÀÇÇØ »ý¼ºµÈ flat ÆÄÀÏ ³»ÀÇ flat Çì´õÀÇ ³»¿ëÀ» Á¶»çÇϰųª º¯°æÇϱâ À§ÇØ »ç¿ëµÈ´Ù.

»ç¿ë ¹æ¹ýÀº ¾Æ·¡¿Í °°´Ù

/usr/local/bin/flthdr romfs/bin/boa
romfs/bin/boa
    Magic:        bFLT
    Rev:          4
    Entry:        0x50
    Data Start:   0x11980
    Data End:     0x13d40
    BSS End:      0x15604
    Stack Size:   0x2000
    Reloc Start:  0x13d40
    Reloc Count:  0x4f
    Flags:        0x2 ( Has-PIC-GOT )flt.

»ç¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ¿É¼ÇÀº ¾Æ·¡¿Í °°´Ù.

    -p      : print current settings
    -z      : compressed flat file
    -d      : compressed data-only flat file
    -Z      : un-compressed flat file
    -r      : ram load
    -R      : do not RAM load
    -s size : stack size
    -o file : output-file
              (default is to modify input file)

¾Æ·¡´Â flthdr À» »ç¿ëÇÏ¿© ¾ÐÃàµÈ flat ÆÄÀÏÀ» »ý¼ºÇÏ´Â ¿¹Á¦ÀÌ´Ù.

/usr/local/bin/flthdr -z romfs/bin/boa -o romfs/bin/boaz  


±×¸®°í ±× °á°ú´Â ¾Æ·¡¿Í °°´Ù

/usr/local/bin/flthdr -p romfs/bin/boaz
romfs/bin/boaz
    Magic:        bFLT
    Rev:          4
    Entry:        0x50
    Data Start:   0x11980
    Data End:     0x13d40
    BSS End:      0x15604
    Stack Size:   0x2000
    Reloc Start:  0x13d40
    Reloc Count:  0x4f
    Flags:        0x6 ( Has-PIC-GOT Gzip-Compressed )

ls -l romfs/bin/boa*
-rwxr--r--    1 philw    philw       81532 Jul 18 04:22 romfs/bin/boa
-rw-rw-r--    1 philw    philw       40261 Jul 18 04:16 romfs/bin/boaz

load to ram ºñÆ®´Â -r ȤÀº -R ¿É¼Ç¿¡ ÀÇÇØ º¯°æµÉ ¼ö ÀÖ´Ù.

/usr/local/bin/flthdr -r romfs/bin/boa 


°á°ú´Â ¾Æ·¡¿Í °°´Ù

/usr/local/bin/flthdr -p romfs/bin/boa
romfs/bin/boa
    Magic:        bFLT
    Rev:          4
    Entry:        0x50
    Data Start:   0x11980
    Data End:     0x13d40
    BSS End:      0x15604
    Stack Size:   0x2000
    Reloc Start:  0x13d40
    Reloc Count:  0x4f
    Flags:        0x3 ( Load-to-Ram Has-PIC-GOT )

½ºÅÃÀÇ Å©±â´Â -s ¿É¼ÇÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿© º¯°æÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.

/usr/local/bin/flthdr  -s 16384 romfs/bin/boa 


°á°ú´Â ¾Æ·¡¿Í °°´Ù
usr/local/bin/flthdr -p romfs/bin/boa
romfs/bin/boa
    Magic:        bFLT
    Rev:          4
    Entry:        0x50
    Data Start:   0x11980
    Data End:     0x13d40
    BSS End:      0x15604
    Stack Size:   0x4000
    Reloc Start:  0x13d40
    Reloc Count:  0x4f
    Flags:        0x2 ( Has-PIC-GOT )


7. ÄÄÆÄÀÏ Ç÷¡±×

ÀÌ ºÎºÐÀÌ ÀÌ ¹®¼­ÀÇ ÇÙ½ÉÀÌ´Ù. °¢°¢ÀÇ ½Ã½ºÅÛ¿¡¼­ XIP ·Î µ¿ÀÛ½ÃÅ°±â À§ÇÑ ÄÄÆÄÀÏ Ç÷¡±×´Â ¹«¾ùÀϱî? ´ÙÀ½ Å×À̺íÀ» »ìÆ캸¸é µµ¿òÀ» ¾òÀ» ¼ö ÀÖÀ» °ÍÀÌ´Ù. (TODO: È®ÀÎÇÏ°í Å×ÀÌºí ¿Ï¼ºÇϱâ) GOT ¿É¼ÇÀº..??

¾ÆÅ°ÅØó »ç¿ëÀÚ ÇÁ·Î±×·¥ Ä¿³Î
M68K (Dragonball) -msep_data -DMAGIC_ROM_PTR
Coldfire -msep_data -DMAGIC_ROM_PTR
ARM -DPIC -fpic -msingle-pic-base (-DPIC ´Â ÀӽùæÆíÀÌ´Ù)
SH3 ` ` ` `
Mips -G 0 -mabicalls -fpic -G0 -mno-abicalls -fno-pic
Sparc ` ` ` `
Etrax (cris) ` ` ` `

8. ÀúÀÚ

ÀÌ ¹®¼­ÀÇ ÀúÀÚ´Â Phil Wilshire À̸ç [http]System Design & Consulting Services (SDCS) ÀÇ Æ®·¹ÀÌ´× ÇÁ·Î±×·¥ÀÇ ÀϺηΠ»ç¿ëµÇ¾ú´Ù.


Please see: uClinux



ID
Password
Join
Man's horizons are bounded by his vision.


sponsored by andamiro
sponsored by cdnetworks
sponsored by HP

Valid XHTML 1.0! Valid CSS! powered by MoniWiki
last modified 2006-11-21 15:38:31
Processing time 0.0072 sec