攥写人:李鹏举 学号:20179203

原创作品转载请注明出处

( 学习课程:《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 )

一、实验要求:

1.理解编译链接的过程和ELF可执行文件格式,详细内容参考本周第一节;

2.编程使用exec*库函数加载一个可执行文件,动态链接分为可执行程序装载时动态链接和运行时动态链接,编程练习动态链接库的这两种使用方式,详细内容参考本周第二节;

3.使用gdb跟踪分析一个execve系统调用内核处理函数sys_execve ,验证您对Linux系统加载可执行程序所需处理过程的理解,详细内容参考本周第三节;推荐在实验楼Linux虚拟机环境下完成实验。

4.特别关注新的可执行程序是从哪里开始执行的?为什么execve系统调用返回后新的可执行程序能顺利执行?对于静态链接的可执行程序和动态链接的可执行程序execve系统调用返回时会有什么不同?

二、实验过程:

1.开始先更新内核,再用test_exec.c将test.c覆盖掉:

  1. test.c文件中增加了exec系统调用,Makefile文件中增加了gcc -o hello hello.c -m32 -static,启动内核并且检验execv函数是否正确:



  2. 最后启动gdb调试:

  3. 在sys_execve处和其他的地方设置断点,并进行单步执行:

5.最后退出调试状态后输入redelf -h hello可以查看hello的EIF头部:

三、实验分析:

1.elf头部分析:



可见elf头大小为52字节,用dump命令16进制读取前52个字节进行分析

命令:hexdump –x hello –n 52



分析:

第一行,对应e_ident[EI_NIDENT]。小端法实际表示内容为7f454c46010101000000000000000000,前四个字节为elf固定开头7f454c46(0x45,0x4c,0x46是'e','l','f'对应的ascii编码),表示这是一个ELF对象。接下来的一个字节01表示是一个32位对象,接下来的一个字节01表示是小端法表示,再接下来的一个字节01表示文件头版本。剩下的默认都设置为0.

第二行,e_type值为0x0002,表示是一个可执行文件。e_machine值为0x0003,表示是intel80386处理器体系结构。e_version值为0x00000001,表示是当前版本。e_entry值为0x04080a8d,表示入口点。e_phoff值为0x00000034,表示程序头表的偏移量为0x34即52个字节刚好是elf头大小。

第三行,e_shoff值为0x000a20f0,表示节头表的偏移地址。e_flags值为0x00000000,表示未知处理器特定标志。e_ehsize值为0x0034,表示elf文件头大小52个字节。e_phentsize表示一个程序头表中的入口(程序头)的长度,值为0x0020即32字节。e_phnum的值为0x0006,给出程序头表中的入口数目。e_shentsize值为0x0028表示节头表入口(节头)大小为40字节。

第四行,e_shnum值为0x001f,表示节头表入口有31个。e_shstrndx值为0x001c,表示节名串表的在节表中的索引号。

2.exec()函数结构分析

int do_execve(struct filename *filename,
const char __user *const __user *__argv,
const char __user *const __user *__envp)
{
return do_execve_common(filename, argv, envp);
} static int do_execve_common(struct filename *filename,
struct user_arg_ptr argv,
struct user_arg_ptr envp)
{
// 检查进程的数量限制 // 选择最小负载的CPU,以执行新程序
sched_exec(); // 填充 linux_binprm结构体
retval = prepare_binprm(bprm); // 拷贝文件名、命令行参数、环境变量
retval = copy_strings_kernel(1, &bprm->filename, bprm);
retval = copy_strings(bprm->envc, envp, bprm);
retval = copy_strings(bprm->argc, argv, bprm); // 调用里面的 search_binary_handler
retval = exec_binprm(bprm); // exec执行成功 } static int exec_binprm(struct linux_binprm *bprm)
{
// 扫描formats链表,根据不同的文本格式,选择不同的load函数
ret = search_binary_handler(bprm);
// ...
return ret;
}

上一周的学习实验中,我了解到了fork()数的单步执行过程,并且看到了fork()函数的结构。而对于本周学习的exec()函数的结构,我也进行了查看和分析。

由以上代码可知,do_ execve调用了do_ execve_ common,而do_ execve_ common又主要依靠了exec_ binprm,在exec_ binprm中又有一个至关重要的函数,叫做search_binary_ handler。这就是sys_execve的内部处理过程。 而本周学习的重点就是,文件处理的过程:

预处理:gcc –E –o hello.cpp hello.c -m32 (负责把include的文件包含进来,宏替换)

编 译:gcc -x cpp-output –S hello.s –o hello.cpp -m32(gcc –S调用ccl,编译成汇编代码)

汇 编:gcc -x assembler –c hello.s –o hello.o; (gcc -c 调用as,得到二进制文件)

链 接:gcc –o hello hello.o ;gcc -o (调用ld形成目标可执行文件)

链接分为静态链接和动态链接。静态链接生成三种主要ELF目标文件:

1.可重定位文件:保存代码和适当的数据,用来和其他object文件一起创建一个可执行文件或一个共享文件。主要是.o文件。

2.可执行文件:保存一个用来执行的程序,指出了exec(BA_OS)如何来创建程序进程映象,怎么把文件加载出来以及从哪里开始执行。

3.共享文件:保存着代码和数据用来被以下两个链接器链接。

一是链接编译器,可以和其他的可重定位和共享文件创建其他的object文件;

二是动态链接器,联合一个可执行文件和其他 共享文件来创建一个进程映象。主要是.so文件。

eip也是一个重要的概念,对于eip,如果是静态链接的可执行文件,那么eip指向该elf文件的文件头e_entry所指的入口地址;

如果是动态链接,eip指向动态链接器。而对于execve执行静态链接程序时,通过修改内核堆栈中保存的eip的值作为新进程的起点。

2017-2018-1 20179203 《Linux内核原理与分析》第八周作业的更多相关文章

  1. 20169212《Linux内核原理与分析》第二周作业

    <Linux内核原理与分析>第二周作业 这一周学习了MOOCLinux内核分析的第一讲,计算机是如何工作的?由于本科对相关知识的不熟悉,所以感觉有的知识理解起来了有一定的难度,不过多查查资 ...

  2. 20169210《Linux内核原理与分析》第二周作业

    <Linux内核原理与分析>第二周作业 本周作业分为两部分:第一部分为观看学习视频并完成实验楼实验一:第二部分为看<Linux内核设计与实现>1.2.18章并安装配置内核. 第 ...

  3. 2018-2019-1 20189221 《Linux内核原理与分析》第九周作业

    2018-2019-1 20189221 <Linux内核原理与分析>第九周作业 实验八 理理解进程调度时机跟踪分析进程调度与进程切换的过程 进程调度 进度调度时机: 1.中断处理过程(包 ...

  4. 2017-2018-1 20179215《Linux内核原理与分析》第二周作业

    20179215<Linux内核原理与分析>第二周作业 这一周主要了解了计算机是如何工作的,包括现在存储程序计算机的工作模型.X86汇编指令包括几种内存地址的寻址方式和push.pop.c ...

  5. 2019-2020-1 20199329《Linux内核原理与分析》第九周作业

    <Linux内核原理与分析>第九周作业 一.本周内容概述: 阐释linux操作系统的整体构架 理解linux系统的一般执行过程和进程调度的时机 理解linux系统的中断和进程上下文切换 二 ...

  6. 2019-2020-1 20199329《Linux内核原理与分析》第二周作业

    <Linux内核原理与分析>第二周作业 一.上周问题总结: 未能及时整理笔记 Linux还需要多用 markdown格式不熟练 发布博客时间超过规定期限 二.本周学习内容: <庖丁解 ...

  7. 2019-2020-1 20209313《Linux内核原理与分析》第二周作业

    2019-2020-1 20209313<Linux内核原理与分析>第二周作业 零.总结 阐明自己对"计算机是如何工作的"理解. 一.myod 步骤 复习c文件处理内容 ...

  8. 2018-2019-1 20189221《Linux内核原理与分析》第一周作业

    Linux内核原理与分析 - 第一周作业 实验1 Linux系统简介 Linux历史 1991 年 10 月,Linus Torvalds想在自己的电脑上运行UNIX,可是 UNIX 的商业版本非常昂 ...

  9. 《Linux内核原理与分析》第一周作业 20189210

    实验一 Linux系统简介 这一节主要学习了Linux的历史,Linux有关的重要人物以及学习Linux的方法,Linux和Windows的区别.其中学到了LInux中的应用程序大都为开源自由的软件, ...

  10. 2018-2019-1 20189221《Linux内核原理与分析》第二周作业

    读书报告 <庖丁解牛Linux内核分析> 第 1 章 计算工作原理 1.1 存储程序计算机工作模型 1.2 x86-32汇编基础 1.3汇编一个简单的C语言程序并分析其汇编指令执行过程 因 ...

随机推荐

  1. Lumen开发:lumen源码解读之初始化(3)——单例(singleton)与中间件(Middleware)

    版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载. 今天来讲讲Lumen的singleton和Middleware,先来看看起始文件bootstrap/app.php / * | --------- ...

  2. spring配置加载2次实例问题。

    WEB.XML 中SPRING 配置及重复加载问题 Posted on 2012-11-13, 15:48, by tmser, under java 周边 . 项目内存溢出,mat 查看了一下发现s ...

  3. 九度OJ 1000:计算a+b

    时间限制:1 秒 内存限制:32 兆 特殊判题:否 提交:35767 解决:15660 题目描述: 求整数a,b的和. 输入: 测试案例有多行,每行为a,b的值. 输出: 输出多行,对应a+b的结果. ...

  4. 9.接口BeanPostProcessor

    package org.springframework.beans.factory.config; import org.springframework.beans.BeansException; p ...

  5. centos7.0下删除yum和python之后恢复的办法

    centos 7如果卸载了yum和python之后恢复的办法(该方法已经测试). 下载 地址 http://mirrors.163.com/centos/7/os/x86_64/Packages/ 下 ...

  6. spark的若干问题

    问题1:SPARK与HADOOP之间的关系? spark是一种高效处理hadoop分布式数据的处理引擎.借助hadoop的yarn框架,spark就可以运行在hadoop集群中.同时spark也可以处 ...

  7. 去掉标题栏/ActionBar后点击menu键时应用崩溃

    MainActivity 继承了 ActionBarActivity后,想要去掉标题栏(ActionBar),在程序中加上requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_ ...

  8. 【转载】Java定时器的学习

    前几看了一下<thinking in java>了解到java原生的Times类有两个问题: (1)Timer是启动单个线程来处理所有的时间任务,如果一个任务耗时很久,那么如果在执行这个过 ...

  9. DOM指针

    dom节点改变 会自动改变节点的指针 child = formula.firstChild while(child){ next = child.nextSibling; formula.remove ...

  10. 前端开发笔记--flex布局

    flex布局: 个人觉得flex布局比起传统布局要优先得多(主要是容易使用),缺点是IE10及以上版本才能使用,甚至某些属性只有在IE11才能使用(而且我发现凡是不兼容主要IE的坑来的多,不是说其他浏 ...