当前课程知识点：操作系统 > 第十四讲 实验五 用户进程管理 > 14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现 > 14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现
好 我们看一下怎么来完成执行一个
ELF格式的二进制代码
这里面最主要就是这个函数
do_execve 这个函数怎么来实现的
那这个过程呢
其实我们用一个通俗的比喻来说
就好比说一个海螺本来
是可以正常存在的一个生物
结果有一个小螃蟹把海螺里面肉
给吃掉了换了自己住在里面
那结果导致呢这个海螺
有了新的生命它成了寄居蟹
这是一个简单一个比喻
其实我们说这个do_execve
干的是同样类型类型的事情
首先它需要干的一步
就是要把以前的资源
这里面主要是内存空间给去掉
但是还保留它的pid
这个壳还留着
然后呢再去把自己的内容换进去
那我们重点要看看
怎么来换自己的内容
第一步我们先看
怎么来把这个空间给清空
怎么做的呢
首先它是把它的这个页表
cr3这个页表基址指向了bootcr3
这bootcr3其实是我们
ucore内核里面一个页表
走向内核页表里面去执行了
第二步呢完成了什么呢
这三步退出mmap
put_pgdir和mm_destroy
那可以大致理解为
它把这个进程的
内存管理那一块的区域给清空
把对应的页表清空
所以说呢导致
这里面的内存已经没有了
OK 那第一步完成
把这壳给清空了
第二步要填入新的内存
那这个填新内容呢
重点是这个load_icode这里面完成的
虽然是这一个函数
但是这个函数完成功能确实比较多
我们会单独对此做一个讲解
那这个load_icode它会把执行程序
比如说我们前面说的hello world
给加载到这个新的壳里面去
建立新的内存的映射关系
从而可以去完成新的执行
我们看看如果说
这个load_icode能够执行完毕
能够正确执行完毕
那么这个整个这个函数都do_execve呢
就可以正确返回了
这个是它的一个大致执行过程
看起来其实重点是在
这个load_icode这里面来实现的
接下来我们可以看看这个load_icode
怎么来把这个同样的一个进程
但是内容完全做了替换
它的过程大致这么来可以看
第一个前面已经就是说
把整个内存管理mm struct给清空了
那么首先要创建一个新的memory space
新的内存space
那可以看到mm_creat和setup_pgdir
从字面意思可以理解出来
这个进程的
内存管理一个空间呢重新创建
建立好新的一个页表
这是第一部分的工作
空间先留出来
那么一旦留出来之后
你可以看到这里面的结构
已经发生了变化
它的内存已经指向不同的地方
第二个呢 要填上我们说
执行代码的内容
这个执行代码内容在哪呢
我们前面已经讲到了
我们的bootloader
一开始在加载ucore的时候呢
顺道把那个放在hello world
执行程序呢也一并加到内存中来了
所以说我们只要知道那个hello world
在内存中起始地址
去解析那个ELF格式的执行程序
就可以找到hello world
它对应的代码段 数据段什么地方
那可以看到在这里面它会重点关注
是这个ELF格式的header它在什么地方
以及根据header呢会进一步找到什么呢
找到它的各个Section
就是各个段
比如说我们代码段
数据段在哪
这是把相应的代码段
数据段找着之后
根据这个代码段和数据段所设定的地址
这里面会设定它的虚地址来建立一个vma
这个vma这个结构
大家想想我们在哪讲过呢
我们在lab3里面其实已经提到一个VMA
就是认为这个进程合法的地址空间
我们用VMA这个结构来管理
那这个结构呢
如果是代码段那么它具有什么属性呢
具有可执行的属性
如果是数据段呢
可读可写
那么这块区域呢
通过mm_map来完成了对
这个合法空间的一个建立
大家需要注意
这个建立完之后还没有建立页表
它只是标识了这个
说这个是合法的
在这一块
再接下来呢
一边从我们刚才说
那个放hello world内存空间呢
把相应的各个section考进来
这里面可以看到
这边是拷贝
同时还要完成一个什么呢
就是拷到一个物理内存空间之后
来建立相应的虚地址
和物理地址的映射关系
那么这一块就是拷贝内容
拷贝这个执行代码内容
到我们这个进程空间里面去
这样呢就形成了一个
就是新的一个地址
这个地址里面存的是
我们新的执行代码
且这个虚拟地址
和物理地址映射关系
也已经建好了
再接下来干什么事情呢
准备all zero memory
什么叫all zero memory
实际上说我们有一些bss段
我们执行程序里面有一个bss段
这个段里面的数据呢需要清空
那么我会把这个区域给清空
这是初始化的一些数据
好 那我们可以看到
刚才已经把
ELF格式的二进制代码的内容
从一个memory空间呢
搬到我们进程空间里面去了
搬到进程空间里去之后
接下来还不能运行
因为我们还没有设置
相应的堆栈空间
这个空间呢
是不在我们的binary code里面的
我们需要去构造一个user stack
就用户态的一个stack
从而可以确保我们应用程序去
有效去执行各种各样的
函数调用关系
可以看到这里面又重新建立一个
mm_map的user stack
以及它的一个相应的一个
页表的映射关系
那就是我们前面说user stack的
那一块区域呢给它建立好了
那 建好这个映射关系之后
也意味着这个内存空间
这一块区域基本上是完成了
包含了代码段 数据段 栈
我们的stack都已经建立好
建好之后
我们最后还需要把我们刚才
我们的页表的起始地址
从ucore内核的起始地址呢
换到我们新的一个起始地址
我们新建好一个mm->pgdir
因为我们已经创建的新的页表
整个页表是新创建的
当把这个完成之后
也意味着这个的用户空间已经完成
-0.1 Piazza讨论区
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-0.2 在线实验平台
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--平台使用帮助
-0.2在线实验平台
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-1.1 课程概述
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-第一讲 操作系统概述--练习
-1.2 教学安排
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-1.3 什么是操作系统
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-1.4 为什么学习操作系统，如何学习操作系统
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-1.5 操作系统实例
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-1.6 操作系统的演变
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-1.7 操作系统结构
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-2.1 前言和国内外现状
-2.2 OS实验目标
-2.3 8个OS实验概述
-2.4 实验环境搭建
-2.5 x86-32硬件介绍
-2.6 ucore部分编程技巧
-2.7 演示实验操作过程
--Q6
--Q7
--Q10
-3.1 BIOS
--3.1 BIOS
-3.2 系统启动流程
-3.3 中断、异常和系统调用比较
-第三讲 启动、中断、异常和系统调用--3.3 中断、异常和系统调用比较
-3.4 系统调用
--3.4 系统调用
-第三讲 启动、中断、异常和系统调用--3.4 系统调用
-3.5 系统调用示例
-3.6 ucore+系统调用代码
-4.1 启动顺序
--4.1 启动顺序
-4.2 C函数调用的实现
-4.3 GCC内联汇编
-4.4 x86中断处理过程
-4.5 练习一
--4.5 练习一
-4.6 练习二
--4.6 练习二
-4.7 练习三
--4.7 练习三
-4.8 练习四 练习五
-4.9 练习六
--4.9 练习六
-5.1 计算机体系结构和内存层次
-5.2 地址空间和地址生成
-5.3 连续内存分配
-5.4 碎片整理
--5.4 碎片整理
-5.5 伙伴系统
--5.5 伙伴系统
-第五讲 物理内存管理: 连续内存分配--5.6 练习
-6.1 非连续内存分配的需求背景
-6.2 段式存储管理
-- 6.2 段式存储管理
-6.3 页式存储管理
-6.4 页表概述
--6.4 页表概述
-6.5 快表和多级页表
-6.6 反置页表
--6.6 反置页表
-6.7 段页式存储管理
-第六讲 物理内存管理: 非连续内存分配--6.8 练习
-7.1 了解x86保护模式中的特权级
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.1 了解x86保护模式中的特权级
-7.2 了解特权级切换过程
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.2 了解特权级切换过程
-7.3 了解段/页表
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.3 了解段/页表
-7.4 了解UCORE建立段/页表
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.4 了解UCORE建立段/页表
-7.5 演示lab2实验环节
-8.1 虚拟存储的需求背景
-8.2 覆盖和交换
-8.3 局部性原理
-8.4 虚拟存储概念
-8.5 虚拟页式存储
-8.6 缺页异常
--8.6 缺页异常
-9.1 页面置换算法的概念
-9.2 最优算法、先进先出算法和最近最久未使用算法
-第九讲 页面置换算法--9.2 最优算法、先进先出算法和最近最久未使用算法
-9.3 时钟置换算法和最不常用算法
-第九讲 页面置换算法--9.3 时钟置换算法和最不常用算法
-9.4 Belady现象和局部置换算法比较
-第九讲 页面置换算法--9.4 Belady现象和局部置换算法比较
-9.5 工作集置换算法
-第九讲 页面置换算法--9.5 工作集置换算法
-9.6 缺页率置换算法
-第九讲 页面置换算法--9.6 缺页率置换算法
-9.7 抖动和负载控制
-10.1 实验目标：虚存管理
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.1 实验目标：虚存管理
-10.2 回顾历史和了解当下
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.2 回顾历史和了解当下
-10.3 处理流程、关键数据结构和功能
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.3 处理流程、关键数据结构和功能
-10.4 页访问异常
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.4 页访问异常
-10.5 页换入换出机制
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.5 页换入换出机制
-11.1 进程的概念
-第十一讲 进程和线程--11.1 进程的概念
-11.2 进程控制块
-第十一讲 进程和线程--11.2 进程控制块
-11.3 进程状态
-第十一讲 进程和线程--11.3 进程状态
-11.4 三状态进程模型
-11.5 挂起进程模型
-第十一讲 进程和线程--11.5 挂起进程模型
-11.6 线程的概念
-第十一讲 进程和线程--11.6 线程的概念
-11.7 用户线程
-第十一讲 进程和线程--11.7 用户线程
-11.8 内核线程
-第十一讲 进程和线程--11.8 内核线程
-12.1 进程切换
-第十二讲 进程控制--12.1 进程切换
-12.2 进程创建
-第十二讲 进程控制--12.2 进程创建
-12.3 进程加载
-第十二讲 进程控制--12.3 进程加载
-12.4 进程等待与退出
-第十二讲 进程控制--12.4 进程等待与退出
-13.1 总体介绍
-13.2 关键数据结构
-13.3 执行流程
-13.4 实际操作
-14.1 总体介绍
-14.2 进程的内存布局
-14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现
--14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现
-14.4 执行ELF格式的二进制代码-load_icode的实现
--14.4 执行ELF格式的二进制代码-load_icode的实现
-14.5 进程复制
-14.6 内存管理的copy-on-write机制
-15.1 处理机调度概念
-第十五讲 处理机调度--15.1 处理机调度概念
-15.2 调度准则
-15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法
--15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法
-第十五讲 处理机调度--15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法
-15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和ucore调度框架
--15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和ucore调度框架
-第十五讲 处理机调度--15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和uc
-15.5 实时调度和多处理器调度
-第十五讲 处理机调度--15.5 实时调度和多处理器调度
-15.6 优先级反置
-第十五讲 处理机调度--15.6 优先级反置
-16.1 总体介绍和调度过程
-16.2 调度算法支撑框架
-16.3 时间片轮转调度算法
-16.4 Stride调度算法
-17.1 背景
--17.1 背景
-17.2 现实生活中的同步问题
-第十七讲 同步互斥--17.2 现实生活中的同步问题
-17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法
-第十七讲 同步互斥--17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法
-17.4 基于软件的同步方法
-第十七讲 同步互斥--17.4 基于软件的同步方法
-17.5 高级抽象的同步方法
-第十七讲 同步互斥--17.5 高级抽象的同步方法
-18.1 信号量
--18.1 信号量
-第十八讲 信号量与管程--18.1 信号量
-18.2 信号量使用
-第十八讲 信号量与管程--18.2 信号量使用
-18.3 管程
--18.3 管程
-第十八讲 信号量与管程--18.3 管程
-18.4 哲学家就餐问题
-18.5 读者-写者问题
-19.1 总体介绍
-19.2 底层支撑
-第十九讲 实验七 同步互斥--19.2 底层支撑
-19.3 信号量设计实现
-第十九讲 实验七 同步互斥--19.3 信号量设计实现
-19.4 管程和条件变量设计实现
-第十九讲 实验七 同步互斥--19.4 管程和条件变量设计实现
-19.5 哲学家就餐问题
-20.1 死锁概念
-第二十讲 死锁和进程通信--20.1 死锁概念
-20.2 死锁处理方法
-第二十讲 死锁和进程通信--20.2 死锁处理方法
-20.3 银行家算法
-第二十讲 死锁和进程通信--20.3 银行家算法
-20.4 死锁检测
-第二十讲 死锁和进程通信--20.4 死锁检测
-20.5 进程通信概念
-第二十讲 死锁和进程通信--20.5 进程通信概念
-20.6 信号和管道
-第二十讲 死锁和进程通信--20.6 信号和管道
-20.7 消息队列和共享内存
-第二十讲 死锁和进程通信--20.7 消息队列和共享内存
-21.1 文件系统和文件
-第二十一讲 文件系统--21.1 文件系统和文件
-21.2 文件描述符
-第二十一讲 文件系统--21.2 文件描述符
-21.3 目录、文件别名和文件系统种类
-第二十一讲 文件系统--21.3 目录、文件别名和文件系统种类
-21.4 虚拟文件系统
-第二十一讲 文件系统--21.4 虚拟文件系统
-21.5 文件缓存和打开文件
-第二十一讲 文件系统--21.5 文件缓存和打开文件
-21.6 文件分配
-第二十一讲 文件系统--21.6 文件分配
-21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID
-第二十一讲 文件系统--21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID
-22.1 总体介绍
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.1 总体介绍
-22.2 ucore 文件系统架构
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.2 ucore 文件系统架构
-22.3 Simple File System分析
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.3 Simple File System分析
-22.4 Virtual File System分析
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.4 Virtual File System分
-22.5 I/O设备接口分析
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.5 I/O设备接口分析
-22.6 执行流程分析
-23.1 I/O特点
--视频
-第二十三讲 I/O子系统--23.1 I/O特点
-23.2 I/O结构
--816C80A0F5E3B8809C33DC5901307461
-第二十三讲 I/O子系统--23.2 I/O结构
-23.3 I/O数据传输
--C58221E14388B9DB9C33DC5901307461
-第二十三讲 I/O子系统--23.3 I/O数据传输
-23.4 磁盘调度
--567A3F1FCBFB3F4C9C33DC5901307461
-第二十三讲 I/O子系统--23.4 磁盘调度
-23.5 磁盘缓存
--C327536B80D25CE79C33DC5901307461
-第二十三讲 I/O子系统--23.5 磁盘缓存
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