Linux内核第七节 20135332武西垚

时间：2022-08-07 21:51:56

预处理、编译、链接和目标文件的格式

可执行程序是怎么得来的

以C语言为例，c代码经过编译器的预处理，编译成汇编代码，由汇编器编译成目标代码，再链接成可执行文件，由操作系统加载到cpu里来执行。
（截图）

.c----.asm（.s）-----.o(二进制文件)-----A.out(可执行文件)

预处理负责把include的文件包含进来及宏替换等工作
可执行文件是使用共享库的。

静态编译
-static

把库里的东西都放在里面了所以比较大
可执行文件的内部是怎样的？

目标文件的格式ELF

（截图）
文件格式：

  • PE是windows下
  • ELF是linux下（executable linkable format）

目标文件格式和ABI应用程序二进制接口适应到某一种cpu格式

ELF标准下三种可执行文件：

    • 一个可重定位文件（代码和数据）
    • 一个可执行文件（用来执行的程序）

    • 一个共享文件（代码和数据，连接编译器和动态连接器）

      Obeject文件参与程序联接（创建一个程序）和程序执行（运行一个程序）

      （截图）

      查看ELF文件的头部

      gccs readelf -h main

      可执行程序加载的主要工作：

      映射代码中各种数据对应到进程空间的地址。例如：在文件中的代码段，拷贝到进程的空间时；数据段拷贝到进程空间。

      静态链接的ELF可执行文件和进程的地址空间

      文件映射进程地址空间
      0xc000000开始是用户态可以使用的
      0x8048000默认的加载地址
      0x8048X00程序的真实入口，可执行文件加载到内存中开始执行的第一行代码

    • 一般静态链接会将所有代码放在一个代码段

    • 动态链接的进程会有多个代码段

      可执行程序、共享库和动态链接

      装载可执行程序之前的工作

      可执行程序的的执行环境

    • 命令行参数和shell环境

      • ls -l/usr/bin列出/usr/bin下的目录信息//ls是一个可执行程序
      • 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//也就是main函数
      • 例如，int main（int argc,char argv[]）;//愿意接受命令行参数，用户输入的
        -又例如，int main(int argc,char         argv[],charenvp[])//envp:shell的环境变量
      • shell会调用execve将命令行参数传递给可执行程序的main()函数

      • int execve(int char filename,char argv[],char *const envp[]);//函数原型，先函数调用参数传递，再系统调用参数传递

        execve的封装教程

        （截图不能用）

        命令行参数和环境变量时如何保存和传递的？

        （截图不能用）命令行参数和环境变量，fork一个子进程时完全复制父进程的，然后调用execv时，把当前的可执行程序把原来的环境（子进程）给覆盖掉，子进程的用户态堆栈也被清空了，因为新的进程要执行。

        那么命令行参数和环境变量时如何进入新程序的堆栈的？
    • 命令行参数（char argv[]）、环境变量（char const envp[]）压栈
    • 创建一个新的用户态堆栈，通过指针将命令行参数，环境变量传递给系统调用execve的内核处理函数

    • 内核处理函数创建一个新的可执行程序用户态堆栈的同时，将命令行参数和环境变量拷贝进去
      shell程序--execve--对应的系统调用sys_execv--然后在初始化时拷贝

      装载时动态链接和运行时动态链接的应用举例

    • 可执行程序装载时动态链接
    • 可执行程序运行时动态链接
      #### 可执行装载时、运行动态链接
      1. 准备.so文件
        共享库文件shlibexample.h和shlibexample.c编译成.so文件
        （共享库的代码展示图）
      gcc -shared shlibexample.c -o libshlibexample.so -m32
      1. 分别以共享库和动态加载共享库的方式使用libshlibexample.so文件和libdllibexample.so文件
        （展示main函数）
        编译main注意这里只提供shlibexample的-L（库对应接口文件所在目录）和-l(库名)并没有提供dllibexample的信息

    • gcc mian.c -o main -l/path/to/your/dir -lshlibexample -ldl -m32
      //分别指定头文件的路径和库文件的路径，动态加载

    • export LD_LIBRARY_PATH=$PWD

      //将当前目录加入默认路径

    • ./main

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