读Kernel感悟-Linux内核启动-从hello world说起

2024-04-18 13:38

本文主要是介绍读Kernel感悟-Linux内核启动-从hello world说起,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

内核是从哪里开始执行的呢?几乎任何一本Linux内核源代码分析的书都会给出详细的答案。不过,我试图从一个不同的角度(一个初学者的角度)来叙述,而不是一上来就给出答案。从熟悉的事物入手,慢慢接近陌生的事物,这是比较常见的思路。既然都是二进制代码,那么不妨从最简单的用户态C程序,hello world开始。说不定能找到共同点。恰好我是一个喜欢寻根究底的人。也许,理解了hello world程序的启动过程,有助于更好地理解内核的启动。

好,开始寻根究底吧。从普通的C语言用户态程序开始写。先写一个简单的hello world程序。

/*helloworld.c*/

#include <stdio.h>

int main()

{

    printf("hello world/n");

    return 0;

}

然后gcc helloworld.c -o helloworld,一个最简单的hello world程序出现了。

它是从哪里开始执行的呢?这还不简单?main函数么。地球人都知道。

为什么一定要从main函数开始呢?于是,我开始琢磨这个hello world程序。

file helloworld可知,它是一个elf可执行文件。

反汇编试试。

objdump -d helloworld

反汇编的结果令人吃惊,因为出现了_start()等一堆函数。一定是gcc编译时默认链接了一些库函数。

其实,只要运行gcc -v helloworld.c -o helloworld就会显示gcc详细的编译链接过程。其中包括链接/usr/lib/下的crti.o crt1.o crtn.o等等文件。用objdump查看,_start()函数就定义在crt1.o文件中。

那么helloworld的真正执行的入口在哪里呢?我们可以使用readelf来查看,看有没有有用信息。

readelf -a helloworld

helloworld作为一个elf文件,有elf文件头,section table和各个section等等。有兴趣可以去看看elf文件格式的文档。

用readelf可知,在helloworld的elf文件头的信息中,有这么一项信息:

入口点地址:               0x80482c0

可见,helloworld程序的入口地址在0x80482c0处,而由objdump得:

080482c0 <_start>:

可见,_start()是helloworld程序首先执行的函数。_start()执行完一些初始化工作后,经过层层调用,最终调用main().可以设想,如果_start()里最终调用的是foo(),那么C程序的主函数就不再是main(),而是foo()了。

再进一步:helloworld程序具体是如何执行的呢。我们只能猜测是由bash负责执行的。然而具体看bash代码就太复杂了。我们可以用strace跟踪helloworld的执行。

strace ./helloworld

出来一大堆函数调用。其中第一个是execve().这是一个关键的系统调用,它负责载入helloworld可执行文件并运行。其中有很关键的一步,就是把用户态的eip寄存器(实际上是它在内存中对应的值)设置为elf文件中的入口点地址,也就是_start()。具体可见内核中的sys_execve()函数。

由此可见,程序从哪里开始执行,取决于在刚开始执行的那一刻的eip寄存器的值。而这个eip是由其它程序设置的,在这里,eip是由Linux内核设置的。具体过程如下:

1.用户在shell里运行./helloworld。

2.shell(这里是bash)调用系统调用execve()。

3.execve陷入到内核里执行sys_execve(),把用户态的eip设置为_start()。

4.当系统调用执行完毕,helloworld进程开始运行时,就从_start()开始执行

5.helloworld进程最后才执行到main()。

 

参考:elf文件格式

http://www.skyfree.org/linux/references/ELF_Format.pdf

这篇关于读Kernel感悟-Linux内核启动-从hello world说起的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/914936

相关文章

防止Linux rm命令误操作的多场景防护方案与实践

《防止Linuxrm命令误操作的多场景防护方案与实践》在Linux系统中,rm命令是删除文件和目录的高效工具,但一旦误操作,如执行rm-rf/或rm-rf/*,极易导致系统数据灾难,本文针对不同场景... 目录引言理解 rm 命令及误操作风险rm 命令基础常见误操作案例防护方案使用 rm编程 别名及安全删除

Linux下MySQL数据库定时备份脚本与Crontab配置教学

《Linux下MySQL数据库定时备份脚本与Crontab配置教学》在生产环境中,数据库是核心资产之一,定期备份数据库可以有效防止意外数据丢失,本文将分享一份MySQL定时备份脚本,并讲解如何通过cr... 目录备份脚本详解脚本功能说明授权与可执行权限使用 Crontab 定时执行编辑 Crontab添加定

使用docker搭建嵌入式Linux开发环境

《使用docker搭建嵌入式Linux开发环境》本文主要介绍了使用docker搭建嵌入式Linux开发环境,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面... 目录1、前言2、安装docker3、编写容器管理脚本4、创建容器1、前言在日常开发全志、rk等不同

linux系统上安装JDK8全过程

《linux系统上安装JDK8全过程》文章介绍安装JDK的必要性及Linux下JDK8的安装步骤,包括卸载旧版本、下载解压、配置环境变量等,强调开发需JDK,运行可选JRE,现JDK已集成JRE... 目录为什么要安装jdk?1.查看linux系统是否有自带的jdk:2.下载jdk压缩包2.解压3.配置环境

Linux搭建ftp服务器的步骤

《Linux搭建ftp服务器的步骤》本文给大家分享Linux搭建ftp服务器的步骤,本文通过图文并茂的形式给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录ftp搭建1:下载vsftpd工具2:下载客户端工具3:进入配置文件目录vsftpd.conf配置文件4:

SpringBoot通过main方法启动web项目实践

《SpringBoot通过main方法启动web项目实践》SpringBoot通过SpringApplication.run()启动Web项目,自动推断应用类型,加载初始化器与监听器,配置Spring... 目录1. 启动入口:SpringApplication.run()2. SpringApplicat

解决Nginx启动报错Job for nginx.service failed because the control process exited with error code问题

《解决Nginx启动报错Jobfornginx.servicefailedbecausethecontrolprocessexitedwitherrorcode问题》Nginx启... 目录一、报错如下二、解决原因三、解决方式总结一、报错如下Job for nginx.service failed bec

Linux实现查看某一端口是否开放

《Linux实现查看某一端口是否开放》文章介绍了三种检查端口6379是否开放的方法:通过lsof查看进程占用,用netstat区分TCP/UDP监听状态,以及用telnet测试远程连接可达性... 目录1、使用lsof 命令来查看端口是否开放2、使用netstat 命令来查看端口是否开放3、使用telnet

Linux系统管理与进程任务管理方式

《Linux系统管理与进程任务管理方式》本文系统讲解Linux管理核心技能,涵盖引导流程、服务控制(Systemd与GRUB2)、进程管理(前台/后台运行、工具使用)、计划任务(at/cron)及常用... 目录引言一、linux系统引导过程与服务控制1.1 系统引导的五个关键阶段1.2 GRUB2的进化优

Linux查询服务器 IP 地址的命令详解

《Linux查询服务器IP地址的命令详解》在服务器管理和网络运维中,快速准确地获取服务器的IP地址是一项基本但至关重要的技能,下面我们来看看Linux中查询服务器IP的相关命令使用吧... 目录一、hostname 命令:简单高效的 IP 查询工具命令详解实际应用技巧注意事项二、ip 命令:新一代网络配置全