計(jì)算作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)-解析ELF文件

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)-解析ELF文件PAGE1－PAGE4－西北工業(yè)大學(xué)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜た蓤?zhí)行鏈接文件（ELF）的結(jié)構(gòu)，了解GeekOS將ELF格式的可執(zhí)行程序加載到內(nèi)存，建立內(nèi)核線程并運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。二、實(shí)驗(yàn)要求1.修改Project1項(xiàng)目中的/GeekOS/elf.c文件：在函數(shù)Parse_ELF_Executable()中添加代碼，分析ELF格式的可執(zhí)行文件（包括分析得出ELF文件頭、程序頭），獲取可執(zhí)行文件長(zhǎng)度、代碼段、數(shù)據(jù)段等信息，并打印輸出。并且，填充Exe_Format數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的值域。2.掌握GeekOS在核心態(tài)運(yùn)行可執(zhí)行程序的原理，繪制出可執(zhí)行程序在內(nèi)核中加載、運(yùn)行的流程圖（需反映關(guān)鍵函數(shù)的調(diào)用關(guān)系）。3.回答實(shí)驗(yàn)講義P125頁(yè)的思考題。三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果1、修改Project1項(xiàng)目中的/GeekOS/elf.c文件：在函數(shù)Parse_ELF_Executable()中添加代碼，分析ELF格式的可執(zhí)行文件（包括分析得出ELF文件頭、程序頭），獲取可執(zhí)行文件長(zhǎng)度、代碼段、數(shù)據(jù)段等信息，并打印輸出。并且，填充Exe_Format數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的值域。答：修改Project1項(xiàng)目中的/GeekOS/elf.c文件：在函數(shù)Parse_ELF_Executable()中添加代碼，如下：==============elf.c===================intParse_ELF_Executable(char*exeFileData,ulong_texeFileLength,structExe_Format*exeFormat){ inti; elfHeader*head=(elfHeader*)exeFileData; programHeader*proHeader=(programHeader*)(exeFileData+head->phoff); KASSERT(exeFileData!=NULL); KASSERT(exeFileLength>head->ehsize+head->phentsize*head->phnum); KASSERT(head->entry%4==0);計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)-解析ELF文件全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。 exeFormat->numSegments=head->phnum;計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)-解析ELF文件全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。 exeFormat->entryAddr=head->entry; for(i=0;i<head->phnum;i++) { exeFormat->segmentList[i].offsetInFile=proHeader->offset; exeFormat->segmentList[i].lengthInFile=proHeader->fileSize; exeFormat->segmentList[i].startAddress=proHeader->vaddr; exeFormat->segmentList[i].sizeInMemory=proHeader->memSize; exeFormat->segmentList[i].protFlags=proHeader->flags; proHeader++; } return0;}==============elf.c===================運(yùn)行結(jié)果如圖：2、掌握GeekOS在核心態(tài)運(yùn)行可執(zhí)行程序的原理，繪制出可執(zhí)行程序在內(nèi)核中加載、運(yùn)行的流程圖（需反映關(guān)鍵函數(shù)的調(diào)用關(guān)系）。答：ELF（Executableandlinkingformat）文件是UNIX系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室作為應(yīng)用程序二進(jìn)制接口而開(kāi)發(fā)的可執(zhí)行文件，是x86Linux系統(tǒng)下的一種常用目標(biāo)文件(objectfile)格式。ELF文件格式如下表：ELF文件在磁盤(pán)中的映象和在內(nèi)存中的執(zhí)行程序鏡像的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)-解析ELF文件全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。表1ELF目標(biāo)文件格式計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)-解析ELF文件全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。連接程序視圖執(zhí)行程序視圖ELF頭部ELF頭部程序頭部表（可選）程序頭部表節(jié)區(qū)1段1...節(jié)區(qū)n段2.........節(jié)區(qū)頭部表節(jié)區(qū)頭部表（可選）ELF文件在磁盤(pán)中的映象和在內(nèi)存中的執(zhí)行程序鏡像的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖：圖1ELF文件和內(nèi)存中的可執(zhí)行文件鏡像計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)-解析ELF文件全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。流程圖如下：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)-解析ELF文件全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。四、實(shí)驗(yàn)分析思考題：輸出個(gè)字符串為什么要如此大費(fèi)周章？在a.exe中直接調(diào)用Print函數(shù)是否可行？答：不可行，直接打印Print(s1)則找不到字符串s1的正確位置，字符串變量名即代表地址信息，程序被加載進(jìn)入內(nèi)存時(shí)有了基址，需要通過(guò)基址加偏移量來(lái)找到字符串在內(nèi)存中的正確位置，所以要調(diào)用ELF_Print函數(shù)。五、所遇問(wèn)題及解決方法答：實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題首先就是代碼難以閱讀理解，對(duì)匯編陌生是一個(gè)主要的問(wèn)題，其次就是代碼之間的關(guān)聯(lián)較多，層次較多，代碼量也比較大，導(dǎo)致在閱讀源碼的過(guò)程中造成了很大的困難。最后在老師和同學(xué)們的幫助下，勉強(qiáng)理解了代碼的基本結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)的功能。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)-解析ELF文件全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，我由