linux操作系統(tǒng)分析(參考版)
2025-07-20 15:48本頁面
【正文】 ?能分析源代碼并動態(tài)維護符號數(shù)據(jù)庫，能自動顯示有用的上下文信息。 virtualbox ?SourceInsight ?相關(guān)工具介紹： GNU Tools等 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 53/152 VMware ?模擬 x86硬件平臺 ?可以在 Windows、 Linux等平臺上運行 ?VMWare模擬出來的硬件包括： ?主板、內(nèi)存、硬盤 (IDE和 SCSI)、 DVD/CDROM、軟驅(qū)、網(wǎng)卡、聲卡、串口、并口和 USB口。只能在對應(yīng)級別允許的范圍內(nèi)活動 ?舉例： intel x86 CPU有四種不同的執(zhí)行級別 03， Linux只使用了其中的 0級和 3級分別來表示內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài) 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 46/152 ?如何區(qū)分一段代碼是核心態(tài)還是用戶態(tài) ? cs寄存器的最低兩位表明了當(dāng)前代碼的特權(quán)級 ? CPU每條指令的讀取都是通過 cs:eip這兩個寄存器： 其中 cs是代碼段選擇寄存器， eip是偏移量寄存器。 }。 l ong e s p。 i nt x c s 。 l ong or i g_e a x。 i nt xd s 。 l ong e bp。 l ong e s i 。 l ong e c x。 movl $0x1,0xfffffff4(%ebp) y=2。 movb $0x61,0xfffffff3(%ebp) int x,y,z。 pushl 0xfffffff8(%ebp) pushl 0xfffffff4(%ebp) pushl 0xfffffffc(%ebp) push $0x8048510 call 80482b0 printfplt … p2的返回值是如何返回給 main的？ 調(diào)用者 堆棧 框架 esp ebp y的值 x的值 高地址 低地址 被調(diào)用者 堆棧 框架 ebp cs:eip esp ebp esp esp 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 35/152 ebp 觀察 main中的局部變量 int main(void) { push %ebp mov %esp,%ebp sub $0x18,%esp … char c=39。 mov 0xc(%ebp),%eax add 0x8(%ebp),%eax } pop %ebp ret 建立框架 拆除框架 ebp esp ebp 調(diào)用者 堆棧 框架 esp ebp y x 高地址 低地址 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 34/152 觀察 main函數(shù)是如何傳遞參數(shù)給 p2的 … z=p2(x,y)。T匯編語言中指令的操作數(shù)順序與 Intel相反 ?ATamp。陷阱門，系統(tǒng)門 調(diào)用 exec系統(tǒng)調(diào)用將 ls的可執(zhí)行文件裝入內(nèi)存 內(nèi)存管理模塊，進程的地址空間，分頁機制，文件系統(tǒng) 從系統(tǒng)調(diào)用返回 如何做到正確的返回？ 堆棧的維護，寄存器的保存與恢復(fù) Shell和 ls都得以執(zhí)行 進程的調(diào)度，運行隊列等待隊列的維護 什么是 shell？ 終端解釋程序 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 24/152 一些基本但很重要的概念 ?堆棧 ?內(nèi)核態(tài) vs 用戶態(tài) ?虛擬內(nèi)存 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 25/152 堆棧 ?堆棧是 C語言程序運行時必須的一個記錄調(diào)用路徑和參數(shù)的空間 ? 函數(shù)調(diào)用框架 ? 傳遞參數(shù) ? 保存返回地址 ? 提供局部變量空間 ? 等等 ? C語言編譯器對堆棧的使用有一套的規(guī)則 ?了解堆棧存在的目的和編譯器對堆棧使用的規(guī)則是理解操作系統(tǒng)一些關(guān)鍵性代碼的基礎(chǔ) ?以 x86體系結(jié)構(gòu)為例 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 26/152 堆棧寄存器和堆棧操作 ?堆棧相關(guān)的寄存器 ?esp，堆棧指針（ stack pointer） ?ebp，基址指針（ base pointer） ?堆棧操作 ?push 棧頂?shù)刂窚p少 4個字節(jié)（ 32位） ?pop 棧頂?shù)刂吩黾?4個字節(jié) ?ebp在 C語言中用作記錄當(dāng)前函數(shù)調(diào)用基址 esp ebp 高地址 低地址 esp 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 27/152 利用堆棧實現(xiàn)函數(shù)調(diào)用和返回 ?其他關(guān)鍵寄存器 ?cs : eip：總是指向下一條的指令地址 ?順序執(zhí)行：總是指向地址連續(xù)的下一條指令 ?跳轉(zhuǎn) /分支：執(zhí)行這樣的指令的時候， cs : eip的值會根據(jù)程序需要被修改 ?call：將當(dāng)前 cs : eip的值壓入棧頂， cs : eip指向被調(diào)用函數(shù)的入口地址 ?ret：從棧頂彈出原來保存在這里的 cs : eip的值，放入 cs : eip中 ?發(fā)生中斷時？？？ ?？？？？ 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 28/152 補充知識 ?ATamp。 ?內(nèi)核（進程管理，進程調(diào)度，進程間通訊機制，內(nèi)存管理，中斷異常處理，文件系統(tǒng)， I/O系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)部分） ?其他程序（例如函數(shù)庫， shell程序等等） ?操作系統(tǒng)的目的 ?與硬件交互，管理所有的硬件資源 ?為用戶程序（應(yīng)用程序）提供一個良好的執(zhí)行環(huán)境 2022/8/14 xlanchen： Linux OS Analysis 22/152 一個典型的 Linux操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ( th e u s e r s ) S h e ll s a n d c o m m a n d s C o m p i ler s a n d i n te r p r e te r s S y s te m li b r a r ie s S y s te m c a ll i n ter f a c e t o t h e k e r n e l S
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