Linux操作系统功能概述续2

作者:佚名来源:mmkey.com搜集更新日期：2004-10-1 阅读次数：

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3. 应用程序的装载【文摘园地】
假设你在Linux操作系统下编译完成了一个可执行文件a.out，你使用如下明令运行它：【文摘园地】
% a.out 【文摘园地】
如果这次你使用的是非常简单的设备/OS组合，没有虚拟内存，那么下面是发生的事情：
a.当你敲击上述命令时，shell处在运行状态，可能是tcsh或bash。另外，shell仅仅是一个程序，它使用printf()函数输出%提示符，并且在一个循环中使用scanf()函数记录你敲击的命令；
b.然后shell会产生一个系统调用-—-execve()，要求OS运行a.out应用程序。OS在这时开始运行；
c.该OS会查看它的磁盘索引，以决定a.out在磁盘的哪个位置。它会读取a.out的最开始部分，该部分包括该应用程序的大小、该程序使用的数据段列表等等；
d.OS会查看它的内存分配表（只是OS中的一个数组）以查找一段足够大的未用的内存空间来给a.out使用。（值得注意的是，OS正是这样加载了目前所有的正在运行的程序，所以它知道目前有哪些内存已经被使用，哪些内存是空闲的。）我们需要为a.out的指令（UNIX数语称为程序中的text部分）和数据-—-静态数据项（标量和数组变量，在UNIX中称为data段），以及栈空间和堆空间（被calloc()函数和malloc()函数所使用）留出足够的空间；
e.接下来OS将a.out(包括text和data)装载进上一步所分配出来的内存空间里，然后相应的更改它的内存分配表；
f.OS会检查a.out文件的某一特定部分，在这里留下了链接器对a.out文件入口点的记录，也就是文件执行的第一条指令；（以我们前面的编译语言为例，这里是__start指令。）
g.现在OS准备好初始化a.out的执行了。它会将栈指针指向先前为a.out分配好的栈空间。（操作系统会保存它自己的寄存器值，包括之前的栈指针的值。）然后它会将所有命令行参数送到a.out的栈空间里，然后开始执行a.out，比如执行一条JMP指令（或类似功能的）跳转至a.out的入口点；
h.现在，a.out就开始运行了！【文摘园地】
需要注意的是，a.out可能会调用execve()来运行其他程序。比如，gcc就这么做。它先运行cpp C预处理器（它会预编译你的C源文件中的#include、#define语句）。然后gcc会运行真正的编译器-—-cc1（正如你所见的，gcc本身只是运行其他组件的管理者），这一过程会产生一个汇编语言文件。然后gcc会运行as-—-汇编语言编译器-—-来生成a.o机器代码文件。后者必须被某些代码，比如/usr/lib/crt1.o，和一些其他的构成main()结构的文件，比如argv明令行参数的入口，所所链接，也要链接到C库，/lib/libc.so.6；所以，gcc会运行链接器-—-ld。以上所有例子中，gcc都是通过调用execve()系统调用来运行这些程序的。【文摘园地】
3.1 巩固上述概念：自己尝试这个命令【文摘园地】
UNIX系统命令strace会报告你执行的应用程序的系统调用。使用方法如下：【文摘园地】
% strace a.out
你将会看到在一系列不同的系统调用之前有execve()的身影，正是由它来启动a.out程序的。

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