Linux内核分析作业7:Linux内核如何装载和启动一个可执行程序

 
 
 
 
1、可执行文件的格式
  在 Linux 平台下主要有以下三种可执行文件格式:
  1、a.out(assembler and link editor output 汇编器和链接编辑器的输出)
  2、COFF(Common Object File Format 通用对象文件格式)
  3、ELF(Executable and Linking Format 可执行和链接格式)。
  在本课程中,主要介绍的是ELF文件。ELF 文件又分为三种类型:共享目标文件(库文件,后缀为.so)、可执行文件、可重定位文件(目标文件,后缀为.o)。
  2、可执行文件的创建过程
  从 C/C++ 源文件生成一个可被系统加载和启动的可执行文件,需要经过预处理、编译和链接这几个过程。
  预处理:把include 的文件包含进来,进行宏替换等。
  编译:编译器将预处理文件编译成汇编代码;汇编器将汇编代码编译成目标代码
  链接:将目标代码链接为可执行文件。根据链接方式的不同,可分为静态链接与动态链接。动态链接又可分为可执行程序装载时动态链接与运行时动态链接。
  3、可执行文件(ELF文件)的装载与启动过程
  一个可执行文件是由 shell 程序启动的。在 shell 环境下,用户输入可执行程序名及其参数后,shell 程序会调用 execve 将命令行参数和环境参数传递给可执行程序的main函数。通过以下层层调用,最终完成可执行程序的启动过程:
do_execve-->do_execve_common-->exec_binprm-->search_binary_handler-->load_elf_binary-->start_thread
 
在实验楼虚拟机下,键入以下指令更新 MenuOS
cd LinuxKernel
rm menu -rf
git config --global user.name "Scott Chacon"
git config --global user.mail "schacon@gmail.com"
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu
mv test_exec.c test.c
make rootfs
  待 MenuOS 系统完毕,在 MenuOS 中运行 help 指令与 exec 指令
 
按“Ctrl +C", 让 gdb 处于 gdb 命令行模式,设置断点
Linux内核分析作业7:Linux内核如何装载和启动一个可执行程序
在 MenuOS 命令行执行 exec 指令,gdb 自动捕捉到 1#断点。
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总结:
 首先创建新进程,然后新进程调用execve()系统调用执行指定的ELF文件,之后再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;以上系统调用终止后,新进程开始执行放在可执行文件中的代码,也就是执行在当前目录下显示文件的功能。当ELF被load_elf_binary()装载完成后,函数返回至do_execve(),再返回至sys_execve()。ELF可执行文件的入口点取决于程序的链接方式,对于静态链接的可执行文件,,elf_entry就是指向可执行文件里边规定的那个头部,即main函数对应的位置,若这个可执行文件是需要依赖其它动态链接库的话,则elf_entry就是指向动态链接器的起点。
 
 
 
 
李海空原创作品转载注明出《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000
 
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