0
00:00:00,000 --> 00:00:06,800


1
00:00:06,840 --> 00:00:10,160
好 我们看一下怎么来完成执行一个

2
00:00:10,200 --> 00:00:11,880
ELF格式的二进制代码

3
00:00:11,920 --> 00:00:14,000
这里面最主要就是这个函数

4
00:00:14,040 --> 00:00:19,360
do_execve 这个函数怎么来实现的

5
00:00:19,400 --> 00:00:20,200
那这个过程呢

6
00:00:20,240 --> 00:00:22,200
其实我们用一个通俗的比喻来说

7
00:00:22,240 --> 00:00:24,000
就好比说一个海螺本来

8
00:00:24,040 --> 00:00:26,600
是可以正常存在的一个生物

9
00:00:26,640 --> 00:00:29,120
结果有一个小螃蟹把海螺里面肉

10
00:00:29,160 --> 00:00:31,480
给吃掉了换了自己住在里面

11
00:00:31,520 --> 00:00:33,000
那结果导致呢这个海螺

12
00:00:33,040 --> 00:00:35,200
有了新的生命它成了寄居蟹

13
00:00:35,240 --> 00:00:36,960
这是一个简单一个比喻

14
00:00:37,000 --> 00:00:39,120
其实我们说这个do_execve

15
00:00:39,160 --> 00:00:40,880
干的是同样类型类型的事情

16
00:00:40,920 --> 00:00:42,560
首先它需要干的一步

17
00:00:42,600 --> 00:00:44,560
就是要把以前的资源

18
00:00:44,600 --> 00:00:46,640
这里面主要是内存空间给去掉

19
00:00:46,680 --> 00:00:48,360
但是还保留它的pid

20
00:00:48,400 --> 00:00:49,880
这个壳还留着

21
00:00:49,920 --> 00:00:52,680
然后呢再去把自己的内容换进去

22
00:00:52,720 --> 00:00:53,640
那我们重点要看看

23
00:00:53,680 --> 00:00:55,560
怎么来换自己的内容

24
00:00:55,600 --> 00:00:56,520
第一步我们先看

25
00:00:56,560 --> 00:00:58,840
怎么来把这个空间给清空

26
00:00:58,880 --> 00:00:59,800
怎么做的呢

27
00:00:59,840 --> 00:01:02,680
首先它是把它的这个页表

28
00:01:02,720 --> 00:01:06,120
cr3这个页表基址指向了bootcr3

29
00:01:06,160 --> 00:01:07,200
这bootcr3其实是我们

30
00:01:07,240 --> 00:01:09,160
ucore内核里面一个页表

31
00:01:09,200 --> 00:01:11,080
走向内核页表里面去执行了

32
00:01:11,120 --> 00:01:13,040
第二步呢完成了什么呢

33
00:01:13,080 --> 00:01:16,160
这三步退出mmap

34
00:01:16,200 --> 00:01:18,280
put_pgdir和mm_destroy

35
00:01:18,320 --> 00:01:19,680
那可以大致理解为

36
00:01:19,720 --> 00:01:21,080
它把这个进程的

37
00:01:21,120 --> 00:01:23,600
内存管理那一块的区域给清空

38
00:01:23,640 --> 00:01:26,120
把对应的页表清空

39
00:01:26,160 --> 00:01:27,360
所以说呢导致

40
00:01:27,400 --> 00:01:30,080
这里面的内存已经没有了

41
00:01:30,120 --> 00:01:31,800
OK 那第一步完成

42
00:01:31,840 --> 00:01:33,680
把这壳给清空了

43
00:01:33,720 --> 00:01:37,360
第二步要填入新的内存

44
00:01:37,400 --> 00:01:38,680
那这个填新内容呢

45
00:01:38,720 --> 00:01:41,480
重点是这个load_icode这里面完成的

46
00:01:41,520 --> 00:01:42,600
虽然是这一个函数

47
00:01:42,640 --> 00:01:44,200
但是这个函数完成功能确实比较多

48
00:01:44,240 --> 00:01:46,840
我们会单独对此做一个讲解

49
00:01:46,880 --> 00:01:49,440
那这个load_icode它会把执行程序

50
00:01:49,480 --> 00:01:51,040
比如说我们前面说的hello world

51
00:01:51,080 --> 00:01:54,360
给加载到这个新的壳里面去

52
00:01:54,400 --> 00:01:56,560
建立新的内存的映射关系

53
00:01:56,600 --> 00:02:01,000
从而可以去完成新的执行

54
00:02:01,040 --> 00:02:02,840
我们看看如果说

55
00:02:02,880 --> 00:02:05,360
这个load_icode能够执行完毕

56
00:02:05,400 --> 00:02:06,320
能够正确执行完毕

57
00:02:06,360 --> 00:02:09,880
那么这个整个这个函数都do_execve呢

58
00:02:09,920 --> 00:02:11,840
就可以正确返回了

59
00:02:11,880 --> 00:02:14,040
这个是它的一个大致执行过程

60
00:02:14,080 --> 00:02:16,680
看起来其实重点是在

61
00:02:16,720 --> 00:02:21,720
这个load_icode这里面来实现的

62
00:02:21,760 --> 00:02:23,720
接下来我们可以看看这个load_icode

63
00:02:23,760 --> 00:02:26,880
怎么来把这个同样的一个进程

64
00:02:26,920 --> 00:02:31,000
但是内容完全做了替换

65
00:02:31,040 --> 00:02:33,600
它的过程大致这么来可以看

66
00:02:33,640 --> 00:02:35,720
第一个前面已经就是说

67
00:02:35,760 --> 00:02:39,360
把整个内存管理mm struct给清空了

68
00:02:39,400 --> 00:02:41,640
那么首先要创建一个新的memory  space

69
00:02:41,680 --> 00:02:43,000
新的内存space

70
00:02:43,040 --> 00:02:46,880
那可以看到mm_creat和setup_pgdir

71
00:02:46,920 --> 00:02:48,760
从字面意思可以理解出来

72
00:02:48,800 --> 00:02:49,640
这个进程的

73
00:02:49,680 --> 00:02:52,320
内存管理一个空间呢重新创建

74
00:02:52,360 --> 00:02:54,280
建立好新的一个页表

75
00:02:54,320 --> 00:02:56,280
这是第一部分的工作

76
00:02:56,320 --> 00:02:59,920
空间先留出来

77
00:02:59,960 --> 00:03:01,600
那么一旦留出来之后

78
00:03:01,640 --> 00:03:03,520
你可以看到这里面的结构

79
00:03:03,560 --> 00:03:04,760
已经发生了变化

80
00:03:04,800 --> 00:03:08,960
它的内存已经指向不同的地方

81
00:03:09,000 --> 00:03:11,600
第二个呢 要填上我们说

82
00:03:11,640 --> 00:03:13,280
执行代码的内容

83
00:03:13,320 --> 00:03:14,640
这个执行代码内容在哪呢

84
00:03:14,680 --> 00:03:15,720
我们前面已经讲到了

85
00:03:15,760 --> 00:03:16,560
我们的bootloader

86
00:03:16,600 --> 00:03:18,760
一开始在加载ucore的时候呢

87
00:03:18,800 --> 00:03:20,880
顺道把那个放在hello world

88
00:03:20,920 --> 00:03:23,440
执行程序呢也一并加到内存中来了

89
00:03:23,480 --> 00:03:25,880
所以说我们只要知道那个hello world

90
00:03:25,920 --> 00:03:27,560
在内存中起始地址

91
00:03:27,600 --> 00:03:30,440
去解析那个ELF格式的执行程序

92
00:03:30,480 --> 00:03:33,080
就可以找到hello world

93
00:03:33,120 --> 00:03:35,960
它对应的代码段 数据段什么地方

94
00:03:36,000 --> 00:03:37,800
那可以看到在这里面它会重点关注

95
00:03:37,840 --> 00:03:41,320
是这个ELF格式的header它在什么地方

96
00:03:41,360 --> 00:03:44,600
以及根据header呢会进一步找到什么呢

97
00:03:44,640 --> 00:03:45,800
找到它的各个Section

98
00:03:45,840 --> 00:03:46,680
就是各个段

99
00:03:46,720 --> 00:03:47,560
比如说我们代码段 

100
00:03:47,600 --> 00:03:49,680
数据段在哪

101
00:03:49,720 --> 00:03:51,360
这是把相应的代码段 

102
00:03:51,400 --> 00:03:55,000
数据段找着之后

103
00:03:55,040 --> 00:03:58,040
根据这个代码段和数据段所设定的地址

104
00:03:58,080 --> 00:04:01,560
这里面会设定它的虚地址来建立一个vma

105
00:04:01,600 --> 00:04:02,480
这个vma这个结构

106
00:04:02,520 --> 00:04:04,600
大家想想我们在哪讲过呢

107
00:04:04,640 --> 00:04:06,800
我们在lab3里面其实已经提到一个VMA

108
00:04:06,840 --> 00:04:10,320
就是认为这个进程合法的地址空间

109
00:04:10,360 --> 00:04:12,280
我们用VMA这个结构来管理

110
00:04:12,320 --> 00:04:13,400
那这个结构呢

111
00:04:13,440 --> 00:04:15,760
如果是代码段那么它具有什么属性呢

112
00:04:15,800 --> 00:04:17,160
具有可执行的属性

113
00:04:17,200 --> 00:04:18,560
如果是数据段呢

114
00:04:18,600 --> 00:04:20,840
可读可写

115
00:04:20,880 --> 00:04:22,360
那么这块区域呢

116
00:04:22,400 --> 00:04:26,520
通过mm_map来完成了对

117
00:04:26,560 --> 00:04:29,480
这个合法空间的一个建立

118
00:04:29,520 --> 00:04:30,320
大家需要注意

119
00:04:30,360 --> 00:04:34,120
这个建立完之后还没有建立页表

120
00:04:34,160 --> 00:04:35,320
它只是标识了这个

121
00:04:35,360 --> 00:04:36,720
说这个是合法的

122
00:04:36,760 --> 00:04:37,520
在这一块

123
00:04:37,560 --> 00:04:38,680
再接下来呢

124
00:04:38,720 --> 00:04:40,160
一边从我们刚才说

125
00:04:40,200 --> 00:04:42,560
那个放hello world内存空间呢

126
00:04:42,600 --> 00:04:45,120
把相应的各个section考进来

127
00:04:45,160 --> 00:04:46,360
这里面可以看到

128
00:04:46,400 --> 00:04:47,560
这边是拷贝

129
00:04:47,600 --> 00:04:49,040
同时还要完成一个什么呢

130
00:04:49,080 --> 00:04:51,320
就是拷到一个物理内存空间之后

131
00:04:51,360 --> 00:04:52,920
来建立相应的虚地址

132
00:04:52,960 --> 00:04:54,520
和物理地址的映射关系

133
00:04:54,560 --> 00:04:58,360
那么这一块就是拷贝内容

134
00:04:58,400 --> 00:05:00,040
拷贝这个执行代码内容

135
00:05:00,080 --> 00:05:02,160
到我们这个进程空间里面去

136
00:05:02,200 --> 00:05:04,160
这样呢就形成了一个

137
00:05:04,200 --> 00:05:06,520
就是新的一个地址

138
00:05:06,560 --> 00:05:07,440
这个地址里面存的是

139
00:05:07,480 --> 00:05:09,160
我们新的执行代码

140
00:05:09,200 --> 00:05:10,320
且这个虚拟地址

141
00:05:10,360 --> 00:05:11,600
和物理地址映射关系

142
00:05:11,640 --> 00:05:13,400
也已经建好了

143
00:05:13,440 --> 00:05:14,760
再接下来干什么事情呢

144
00:05:14,800 --> 00:05:16,160
准备all zero memory

145
00:05:16,200 --> 00:05:17,360
什么叫all zero memory

146
00:05:17,400 --> 00:05:20,120
实际上说我们有一些bss段

147
00:05:20,160 --> 00:05:22,120
我们执行程序里面有一个bss段

148
00:05:22,160 --> 00:05:24,040
这个段里面的数据呢需要清空

149
00:05:24,080 --> 00:05:26,720
那么我会把这个区域给清空

150
00:05:26,760 --> 00:05:31,160
这是初始化的一些数据

151
00:05:31,200 --> 00:05:32,720
好 那我们可以看到

152
00:05:32,760 --> 00:05:34,000
刚才已经把

153
00:05:34,040 --> 00:05:36,760
ELF格式的二进制代码的内容

154
00:05:36,800 --> 00:05:37,880
从一个memory空间呢

155
00:05:37,920 --> 00:05:40,120
搬到我们进程空间里面去了

156
00:05:40,160 --> 00:05:41,600
搬到进程空间里去之后

157
00:05:41,640 --> 00:05:43,240
接下来还不能运行

158
00:05:43,280 --> 00:05:44,520
因为我们还没有设置

159
00:05:44,560 --> 00:05:46,480
相应的堆栈空间

160
00:05:46,520 --> 00:05:47,560
这个空间呢

161
00:05:47,600 --> 00:05:49,600
是不在我们的binary code里面的

162
00:05:49,640 --> 00:05:52,440
我们需要去构造一个user stack

163
00:05:52,480 --> 00:05:54,040
就用户态的一个stack 

164
00:05:54,080 --> 00:05:55,800
从而可以确保我们应用程序去

165
00:05:55,840 --> 00:05:57,720
有效去执行各种各样的

166
00:05:57,760 --> 00:05:59,080
函数调用关系

167
00:05:59,120 --> 00:06:00,840
可以看到这里面又重新建立一个

168
00:06:00,880 --> 00:06:03,720
mm_map的user stack

169
00:06:03,760 --> 00:06:05,360
以及它的一个相应的一个

170
00:06:05,400 --> 00:06:07,120
页表的映射关系

171
00:06:07,160 --> 00:06:08,920
那就是我们前面说user stack的

172
00:06:08,960 --> 00:06:14,200
那一块区域呢给它建立好了

173
00:06:14,240 --> 00:06:16,400
那 建好这个映射关系之后

174
00:06:16,440 --> 00:06:17,760
也意味着这个内存空间

175
00:06:17,800 --> 00:06:20,000
这一块区域基本上是完成了

176
00:06:20,040 --> 00:06:22,920
包含了代码段 数据段 栈

177
00:06:22,960 --> 00:06:25,280
我们的stack都已经建立好

178
00:06:25,320 --> 00:06:25,960
建好之后

179
00:06:26,000 --> 00:06:28,560
我们最后还需要把我们刚才

180
00:06:28,600 --> 00:06:30,200
我们的页表的起始地址

181
00:06:30,240 --> 00:06:32,640
从ucore内核的起始地址呢

182
00:06:32,680 --> 00:06:34,480
换到我们新的一个起始地址

183
00:06:34,520 --> 00:06:37,080
我们新建好一个mm->pgdir

184
00:06:37,120 --> 00:06:38,600
因为我们已经创建的新的页表

185
00:06:38,640 --> 00:06:40,120
整个页表是新创建的

186
00:06:40,160 --> 00:06:41,760
当把这个完成之后

187
00:06:41,800 --> 00:06:46,360
也意味着这个的用户空间已经完成

188
00:06:46,400 --> 00:06:46,720


189
00:06:46,760 --> 00:06:47,160


190
00:06:47,200 --> 00:06:47,240