作者：xujianguo
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
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实验目的：
- 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;
- 理解编译链接的过程和ELF可执行文件格式；
实验环境：
实验楼:www.shiyanlou.com。
实验步骤：
1.配置环境，登录实验楼网站。
按照上次实验的基本步骤，结合老师视频所讲，完成相关实验。
cd LinuxKernel
删除menu
然后从github上克隆相应的mengning/menu.git
环境配置验证：
配置成功。
2. 编译链接的过程。
gcc -x cpp-output -S -o hello.s hello.cpp -m32
gcc -x assembler -c hello.s -o hello.o -m32
gcc -o hello hello.o -m32
gcc -o hello.static hello.o -m32 -static
实验结果：
3.配置调试系统，和gdb调试配置
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S //配置调试环境
利用file linux-3.18.6/vmlinux和target remote：1234来配置加载初始调试环境.
4.设置断点sys_execve,load_elf_binary,start_thread
5.调试与验证所学和理解的sys_execve的知识：
断点1与展示：
单步进入调试查看sys_execve:
断点2，load_elf_binary：
断点3，start_thread，利用po new_ip 定位执行地址：
相应的地址验证：
栈内变量处理：
继续观察后续处理情况：
相关细节的处理
利用c命令完成相关调试工作：
实验分析：
实验过程中使用的代码：
main：
调用函数：
elf文件格式：
ELF的文件主要分以下三种：
- 一个可重定位(relocatable)文件保存着代码和适当的数据，用来和其他的object文件一起来创建一个可执行文件或者是一个共享文件。
- 一个可执行(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。
- 一个共享object文件保存着代码和合适的数据，用来被动态链接器和连接编辑器两个链接器链接。
对于ELF格式的可执行文件fmt->load_binary(bprm);执行的应该是load_elf_binary：
其中，elf_map()映射到进程空间 0x804 8000或 0x804 8300地址；而elf_entry是入口。
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；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[ ]);库函数exec*都是execve的封装例程；而 exec*库函数加载一个可执行文件，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。exec对应的系统调用就是sys_execve，sys_execve内部会解析可执行文件格式，执行大体步骤为
do_execve -> do_execve_common -> exec_binprm
do_execve:
do_execve_common:
do_execve_common {
...
do_open_exec //打开执行文件
......
exec_binprm(bprm);//调用相关文件与程序处理
... }
exec_binprm：
主要是search_binary_handler的匹配。
直至load_elf_binary：
ELF格式的二进制映像的认领、装入和启动是由load_elf_binary()完成的。而“共享库”、即动态连接库映像的装入则由load_elf_library()完成。实际上共享库的映像也是二进制的，但是一般说“二进制”映像是指带有main()函数的、可以独立运行并构成一个进程主体的可执行程序的二进制映像。
gcc -shared shlibexample.c -o libshlibexample.so -m32
gcc -shared dllibexample.c -o libdllibexample.so -m32
gcc main.c -o main -L/media/sda_m/SharedLibDynamicLink -lshlibexample -ldl -m32 （需要指明路径）
静态链接的可执行程序，execve中修订的ip地址是新进程映射到进程空间的地址；动态链接的可执行程序，execve中修订的ip地址是动态连接器的程序起点。
可执行程序的起始位置，一般是new_ip指向的位置 ；execve返回后，“新的进程上下文已经安装好”，新的可执行程序在老进程“一觉睡醒”后开始执行 。
实验总结：
从本次实验中收获颇多。
内核中实际执行execv()或execve()系统调用的程序是do_execve()，这个函数先打开目标映像文件，并从目标文件的头部(从第一个字节开始)读入若干(128)字节，然后调用另一个函数search_binary_handler()，在那里面让各种可执行程序的处理程序前来认领和处理。内核所支持的每种可执行程序都有个struct linux_binfmt数据结构，通过向内核登记挂入一个队列。而search_binary_handler()，则扫描这个队列，让各个数据结构所提供的处理程序、即各种映像格式、逐一前来认领。如果某个格式的处理程序发现特征相符而，便执行该格式映像的装入和启动。简而言之，庄周（调用execve的可执行程序）入睡（调用execve陷入内核），醒来（系统调用execve返回用户态）发现自己是蝴蝶（被execve加载的可执行程序）。
参考资料：
1.http://www.cnblogs.com/xmphoenix/archive/2011/10/23/2221879.html
2.http://blog.csdn.net/morphad/article/details/8967000