LINUX内核分析第七周学习总结

LINUX内核分析第七周学习总结

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陈都 原创作品转载请注明出处 《Linux内核分析》MOOC课程 http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

可执行程序的装载

1.可执行程序时如何产生的

• 编译器预处理

gcc -E -o XX.cpp XX.c (-m32)//.cpp是预处理文件

• 汇编器编译成汇编代码

gcc -x cpp-output -S -o hello.s hello.cpp (-m32)//.s是汇编代码

• 汇编代码编译成二进制目标文件（不可读，含有部分机器代码但不可执行）

gcc -x assembler -c hello.s -o hello.o (-m32)

• 链接成可执行文件

gcc -o hello.static hello.c (-m32) -static

2.目标文件格式ELF

目标文件三种形式

1. 可重定位文件（用来和其他object文件一起创建下面两种文件）——.o文件
2. 可执行文件（指出了应该从哪里开始执行）
3. 共享文件（主要是.so文件，用来被链接编辑器和动态链接器链）

ELF格式：

左半边是ELF格式，右半边是执行时的格式

其中，ELF头描述了该文件的组织情况，程序投标告诉系统如何创建一个进程的内存映像，section头表包含了描述文件sections的信息。

当系统要执行一个文件的时候，理论上讲，他会把程序段拷贝到虚拟内存中某个段

装载可执行程序之前的工作

可执行程序的执行环境

一般我们执行一个程序的Shell环境，我们的实验直接使用execve系统调用。

Shell本身不限制命令行参数的个数，命令行参数的个数受限于命令自身

例如，int main(int argc, char *argv[])

又如， int main(int argc, char argv[], char envp[])//envp是shell的执行环境

Shell会调用execve将命令行参数和环境参数传递给可执行程序的main函数

        int execve(const char * filename,char * const argv[ ],char * const envp[ ]);

装载时动态链接和运行时动态链接应用

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（一般使用前者）

实验过程

总结：Linux内核如何装载和启动一个可执行程序：

1. 创建新进程
2. 新进程调用execve()系统调用执行指定的ELF文件
3. 调用内核的入口函数sys_execve()，sys_execve()服务例程修改当前进程的执行上下文；当ELF被load_elf_binary()装载完成后，函数返回至do_execve()在返回至sys_execve()。ELF可执行文件的入口点取决于程序的链接方式：
4. 静态链接：elf_entry就是指向可执行文件里边规定的那个头部，即main函数处。
5. 动态链接：可执行文件是需要依赖其它动态链接库，elf_entry就是指向动态链接器的起点。
   
   多进程、多用户、虚拟存储的操作系统出现以后，可执行文件的装载过程变得非常复杂。引入了进程的虚拟地址空间；然后根据操作系统如何为程序的代码、数据、堆、栈在进程地址空间中分配，它们是如何分布的；最后以页映射的方式将程序映射进程虚拟地址空间。