0x4011c0 <__libc_csu_init>

0x401230 <__libc_csu_fini>

0x401238 <_fini>

编译器没有办法预测函数的运行时地址，所以需要添加重定位记录，等待动态链接器处理，为避免运行时修改调用模块的代码段，链接器采用延迟绑定的策略。动态链接器使用过程链接表PLT+全局偏移量表GOT实现函数的动态链接，在GOT中存放函数目标地址，PLT使用GOT中地址跳转到目标函数，在加载时，动态链接器会重定位GOT中的每个条目，使得它包含目标的正确的绝对地址。而.got与.plt节保存着全局偏移量表GOT，其内容从地址0x401000开始。通过edb查看，在dl_init调用前后发生变化。

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图 48原.got和.plt

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图 49调用后

对于变量而言，我们利用代码段和数据段的相对位置不变的原则计算正确地址。对于库函数而言，需要plt、got合作，plt初始存的是一批代码，它们跳转到got所指示的位置，然后调用链接器。初始时got里面存的都是plt的第二条指令，随后链接器修改got，下一次再调用plt时，指向的就是正确的内存地址。plt就能跳转到正确的区域。

本章中介绍了链接的概念与作用。通过查看hello的虚拟地址空间，并且对比hello与hello.o的反汇编代码，更好地掌握了链接与之中重定位的过程。不过，链接远不止本章所涉及的这么简单，就像是hello会在它运行时要求动态链接器加载和链接某个共享库，而无需在编译时将那些库链接到应用中。

（第5章1分）

进程的经典定义就是一个执行中程序的实例。

每次运行程序时，shell创建一新进程，在这个进程的上下文切换中运行这个可执行目标文件。应用程序也能够创建新进程，并且在新进程的上下文中运行它们自己的代码或其他应用程序。

进程提供给应用程序的关键抽象：一个独立的逻辑控制流，如同程序独占处理器；一个私有的地址空间，如同程序独占内存系统。

Shell-bash是一个用C语言编写的交互型应用程序，代表用户运行其他程序。Shell 应用程序提供了一个界面，用户可以通过这个界面进行系统的基本操作，访问操作系统内核的服务。它可以调用其他程序，并且获取其处理结果、在多个程序之间传递参数同时也能被其他程序调用。

打开Shell，输入命令./hello 120L021329 蒋世鑫，带参数地执行生成的可执行文件。

首先，shell带参执行当前目录下的可执行文件hello，shell会通过fork函数创建一个新的运行的子进程hello。子进程获取了与父进程的上下文，包括栈、通用寄存器、程序计数器，环境变量和打开的文件相同的一份副本。子进程与父进程的最大区别是有着跟父进程不一样的PID，子进程可以读取父进程打开的任何文件。当子进程运行结束时，父进程如果仍然存在，则执行对子进程的回收，否则就由init进程回收子进程。

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图 50fork进程

调用函数fork创建新的子进程之后，子进程会调用execve函数，在当前进程的上下文中加载并运行一个新程序hello。传入参数列表argv和环境变量列表envp。在当前进程的上下文中加载并运行一新的程序。execve 函数从不返回，只有当出现错误时，execve才会返回到调用程序。

（1）在execve加载了Hello之后，它会调用启动代码。而启动代码设置栈，并将控制传递给新程序的主函数main，之后将删除当前进程的代码和地址空间内的内容并将其初始化，然后通过跳转到程序的第一条指令或入口点来运行hello；

（2）将私有的区域映射进来，包括新程序的代码、数据、bss 和栈区域创建新的区域结构。所有这些新的区域都是私有的、写时复制的。代码和数据区域被映射为 hello 文件中的.text 和.data 区；

（3）然后将公共的区域映射进来，比如hello程序与标准C库libc.so链接，这些对象都是动态链接到hello的，然后在用户虚拟地址空间中的共享区域内；

（4）设置程序计数器（PC）。后面加载器跳转到程序的入口点，即设置PC指向_start 地址。_start函数最终调用hello中的 main 函数。下一次调度这个进程时，它将从这个入口点开始执行。Linux 将根据需要换入代码和数据页面。_start 函数调用系统启动该函数__libc_start_main。它初始化执行环境，调用用户层的 main 函数，处理 main 函数的返回值，并且在需要的时候把控制返回到内核。

这样，便完成了在子进程中的加载。

1. 在程序运行时，Shell为hello创建了一个子进程，这个子进程与Shell有独立的逻辑控制流，轮流使用处理器，在宏观上看来就像是在平行运行；
2. 在hello的运行过程中，若hello进程不被抢占，则正常执行；若被抢占，则进入内核模式，进行上下文切换，转入用户模式，调度其他进程；
3. 直到当hello调用系统函数sleep时，为了最大化利用处理器资源，sleep函数会向内核请求将hello挂起，并进行上下文切换，进入内核模式切换到其他进程，切换回用户模式运行抢占的进程；
4. 与此同时，将 hello 进程从运行队列加入等待队列，由用户模式变成内核模式，并开始计时；
5. 当计时结束时，sleep函数返回，发送中断信号，使得hello进程重新被调度。将其从等待队列中移出，转为用户模式。此时 hello 进程就可以继续执行指令。

进程hello在连续打印八次提示信息后，getchar()会等输入一个字符后结束进程，之后进程将被回收。

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图 51正常运行

（1）异常及信号：

陷阱异常，内核产生并向Shell进程发送SIGSTP信号。

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图 52程序停止

（2）处理：

Shell会转发SIGTSTP 信号到前台进程组中的每个进程，挂起前台作业，即挂起进程 hello。

（3）命令执行与截图：

由ps和jobs命令查看进程，可发现hello进程被挂起而未被回收。

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图 53进程信息

pstree可查看进程的分层情况，以树状图的形式显示。

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图 54进程树

可利用kill终止或杀死指定的进程，如hello。

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图 55kill停止

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图 56kill杀死进程

停止的hello进程可用fg指令转至前台运行。

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图 57前台运行

（1）异常及信号：

陷阱异常，内核产生并向Shell进程发送SIGINT信号。

（2）处理：

Shell会转发SIGINT 信号到前台进程组中的每个进程， 结束并回收前台进程hello。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dnqyOu0p-1652883577246)(media/7e5483e148f44a063faddd18e5badb6e.png)]

图 58hello终止

在程序运行中打印回车，shell会将把回车符缓存到stdin中，除最后一个回车被getchar()使用，其他的回车都会等到hello进程结束打印出来。

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图 59多次按回车

在程序执行过程中处上述动作外其他乱按所造成的输入均缓存到stdin，当getchar的时候读出一个’\n’结尾的字串，自动结束并回收hello进程。之后stdin中的其他字串会当做Shell的命令行输入打印到屏幕上。

（以下格式自行编排，编辑时删除）

本章了解了进程管理的概念与作用。并以hello progress的例子分析研究了fork,execve函数的原理与执行过程，并给出了hello带参执行情况下各种异常与信号处理的结果。使我们熟悉了各种指令、信号的作用以及进程管理的大致流程。

（第6章1分）

逻辑地址（Logical Address）是指由程序产生的与段相关的偏移地址部分，逻辑地址由选择符和偏移量两部分组成。具体而言，是指由程序hello产生的与段相关的偏移地址部分。

线性地址（Linear Address）是逻辑地址到物理地址变换之间的中间层。逻辑地址经过段机制转化后为线性地址，其为处理器可寻址空间的地址，用于描述程序的分页信息。具体以hello而言，线性地址标志着 hello 应在内存上哪些具体数据块上运行。

有时我们也把逻辑地址称为虚拟地址。因为与虚拟内存空间的概念类似，逻辑地址也是与实际物理内存容量无关的，是hello中的虚拟地址。即hello的虚拟地址即为上述逻辑地址和线性地址。

物理地址（Physical Address）是指出现在CPU外部地址总线上的寻址物理内存的地址信号，是地址变换的最终结果地址。CPU通过地址总线的寻址，找到真实的物理内存对应地址。如果启用了分页机制，那么hello的线性地址会使用页目录和页表中的项变换成hello的物理地址；如果没有启用分页机制，那么hello的线性地址就直接成为物理地址了。

Intel处理器从逻辑地址到线性地址的变换通过段式管理的方式实现。每个程序在系统中都保存着一个段表，段表保存着该程序各段装入主存的状况信息，包括段号或者段名、段起点、装入位、段的长度、主存占用区域表、主存可用区域表等，从而方便进行段式管理。

在段寄存器中，存放着段选择符，可以通过段选择符来得到对应段首地址。段选择符存放在段寄存器（16 位）。前 13 位是索引号，后面 3 位包含一些硬件细节。

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图 60段寄存器

其中，索引表示用来确定当前使用的段描述符在描述符表中的位置；TI表示根据TI的值判断选择全局描述符表(TI=0，GDT)或选择局部描述符表(TI=1，LDT)；RPL表示判断重要等级。RPL=00，为第0级，位于最高级的内核，RPL=11，为第3级，位于最低级的用户状态。

给定一个完整的 48 位逻辑地址。

1、首先看段选择符。若T1是0要转换 GDT 中的段，是1转换 LDT中的段，再根据相应寄存器，得到其地址和大小；

2. 拿出段选择符中前13位，查找到对应段描述符，得到32位段基地址；

3、把32位段基地址和32位段内偏移量