2018-2019-1 20189221 《Linux内核原理与分析》第八周作业

2018-2019-1 20189221 《Linux内核原理与分析》第八周作业

实验七

编译链接过程

gcc –e –o hello.cpp hello.c   /
gcc -x cpp-output -S -o hello.s hello.cpp
gcc -x assembler -c hello.s -o hello.o-m32
gcc -o hello hello.o

娄老师在第一次讲课时很生动的使用：“E->S->C”与“I->S->O”来形容

ELF可执行文件格式

readlf -h hello

查看可执行文件hello的头部：

ELF文件里面三种目标文件：

可重定位（relocatable）文件保存着代码和适当的数据，用来和其它的object文件一起来创建一个可执行文件或者是一个共享文件（主要是.o文件）；

可执行（executable）文件保存着一个用来执行的程序，该文件指出了exec(BA_OS)如何来创建程序进程映象（操作系统怎么样把可执行文件加载起来并且从哪里开始执行）；

共享object文件保存着代码和合适的数据，用来被两个链接器链接。

第一个是链接编辑器（静态链接），可以和其它的可重定位和共享object文件来创建其它的object。第二个是动态链接器，联合一个可执行文件和其它的共享object文件来创建一个进程映象。

hexdump –x hello –n 52

第一行，对应e_ident[EI_NIDENT]。内容为7f454c46010101000000000000000000,前四个字节为elf固定开头457f464c(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。

分析sys_execve

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。

启动内核，查看exec：

QEMU窗口：

设置断点：

c继续运行，第一个端点处：

第二个断点：

第三个断点：

当可执行程序在执行到execve的时候陷入到内核态，当前进程的可执行程序被execve的加载的可执行文件覆盖，当execve的系统调用返回时，返回的不是原来的可执行程序，而是新的可执行程序的起点（main函数）。shell环境会执行execve，把命令行参数和环境变量都加载进来，当系统调用陷入到内核里面的时候，system call调用sys_execve。sys_execve中调用了do_execve。