[发明专利]一种ELF文件添加CRC校验的方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统数据通信领域,特别是一种ELF文件校验方法。

背景技术

随着嵌入式科技的高速发展，嵌入式产品应用越来越广泛，比如高速铁路、通讯设备等，嵌入式开发包括硬件和软件开发，为了提高开发速度，在嵌入式软件开发中一般会采用文件系统，将文件和数据保存在文件系统当中，文件系统使用能带来很多的好处，比如使用简单方便、API接口丰富、上手和开发速度快，同时文件传递也很方便。

但是嵌入式系统有时应用在环境严酷的场合，复杂的周围环境、软件缺陷等可能导致文件内容被破坏或者改写，特殊情况下还有可能造成文件系统的损坏。通常，嵌入式系统启动的时候从文件系统里面读取应用程序来执行，如果文件系统内部的应用文件被损坏，那么可能会造成系统启动或者运行异常，导致系统不稳定；此外，由于嵌入式系统下的传输协议较为简单，缺乏足够的容错机制，在文件更新过程中也有可能发生数据丢失、输出传错等情况，这样传输到文件系统的文件可能已经被改写，这种损坏的文件是不能使用的，带来的后果通常不可预知，在目前的嵌入式系统中，一般没有提供文件完整性校验方法，不能判断文件是否是正确可用的；另外，即使文件已经发生损坏，也不能立刻检测出来，文件的完整性不能得到保障。

目前，在一般的嵌入式系统的设计中，使用文件系统来保存文件和数据,保存的文件包括启动程序和应用程序,比如使用vxWorks实时操作系统的嵌入式系统一般把vxWorks image文件和应用程序（.out文件）等放在文件系统内，vxWorks image和.out应用程序均属于ELF文件（Executable and Linkable Format），ELF文件结构见图1，最前面是ELF头（ELF Header），紧接着是ELF文件的各个段，比如代码段，最后还要一些辅助结构，比如字符串表、符号表等；ELF文件开始的ELF头定义了ELF魔数、文件机器字节长度、数据存储方式、版本、运行平台、ABI版本、ELF重定位类型、硬件平台、入口地址、段表位置和长度等信息，其中关键的一点是记录了段表（Section Table）的位置和长度，通过段表的位置可以从ELF文件中读出段表内容，然后从中得到代码段、数据段等的位置、长度以及其他属性。操作系统在加载ELF文件的时候会用到段表来定位和访问各个段的属性信息，从段表里面获取代码段、数据段的地址和长度信息并将代码段、数据段从文件中相应位置拷贝到内存的相应区域，从而实现可执行文件的装载和运行。

文件的完整性主要体现在加载和更新的时候，加载的时候加载错误文件会导致启动失败或者异常，文件更新的时候也可会出错。目前的方案是，在加载的时候一般是依靠操作系统提供检测方法，检查ELF头是否有效，但并不能检查整个ELF文件；在传输过程中，一般依靠传输协议来保证，比如FTP、xmodem等协议，在嵌入式环境中传输协议只能保证传输过程中的准确性，但是并不能保证写到存储器上的内容是正确的，保存过程也有可能会出错。

目前CRC校验一般有两种方式：（1）将文件和文件的CRC校验和放在不同的位置，比如使用其他的另外一个文件来存放需要校验的文件CRC校验和；（2）将CRC校验和等一些信息放置在校验文件头部，即在文件的开始添加一个校验文件头。

上述两种方法都有缺点：方法1，由于文件和CRC校验和分别存放，需要从其他地方取的CRC校验和，使得校验过程麻烦，而且容易出现校验和丢失后无法校验的情况；方法2会破坏ELF文件结构，因为ELF标准要求在ELF文件的开始是ELF头，如果在文件前面添加一个校验文件头之后就不再是ELF文件（成为一种新文件），因此这样做会破坏ELF文件结构，导致操作系统不能直接加载该类型文件，如果要加载的话需要另外单独为这种新文件类型编写加载程序，这样会提高系统的复杂度，而且换操作系统平台之后加载程序需要重写，降低通用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种ELF文件添加CRC校验的方法，避免使用错误和损坏的文件，提高嵌入式系统的可靠性，有效保证加载正确文件和文件更新的正确性，保障文件的完整性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种ELF文件添加CRC校验的方法，该方法包括以下步骤：

1）       在ELF文件末尾添加一个校验文件头；

2）       打开添加了校验文件头的ELF文件；

3）       将文件指针指向文件的末尾，获取文件的长度；