进程管理（五）execve系统调用

execve系统调用的入口点是体系结构相关的sys_execve函数，该函数将其工作委托给do_execve函数：

int do_execve(const char * filename,
    const char __user *const __user *argv,
    const char __user *const __user *envp,
    struct pt_regs * regs)

其中filename是可执行文件名，argv和envp分别是传入的参数和环境变量，regs是寄存器集合

其中的argv喝envp是指针数组，并且它们指向的两个数组自身的指针，以及数组中的指针都是位于虚拟地址空间的用户空间部分。

__user这个宏是供代码分析工具来检查该变量是否指向用户空间的

# define __user        __attribute__((noderef, address_space(1)))

当编译内核代码的时候，使用make C=1或C=2的时候，会调用一个叫Sparse的工具，这个工具对内核代码进行检查，怎么检查呢，就是靠对那些声明过Sparse这个工具所能识别的特性的内核函数或是变量进行检查。在调用Sparse这个工具的同时，在Sparse代码里，会加上#define __CHECKER__ 1的字样。换句话说，就是，如果使用Sparse对代码进行检查，那么内核代码就会定义__CHECKER__宏，否则就不定义。具体解释请访问：
例如：
# define __user  __attribute__((noderef, address_space(1)))
      
这个宏是重点，用来检查是否属于用户空间！这里就能看出来，类似于__attribute__((noderef, address_space(1)))这样的属性就是Sparse这个工具所能识别的了。
       
其他的那些个属性是用来检查什么的呢，我一个个地做介绍。
__user 这个特性，即__attribute__((noderef, address_space(1)))，是用来修饰一个变量的，这个变量必须是非解除参考（__attribute__((noderef))——no dereference）的，即这个变量地址必须是有效的，而且变量所在的地址空间必须是1（__attribute__((address_space(1)))），即用户程序空间的。这里Sparse工具把程序空间分成了3个部分，0表示normal space，即普通地址空间，对内核代码来说，当然就是内核空间地址了。1表示用户地址空间，这个不用多讲，还有一个2，表示是设备地址映射空间，例如硬件设备的寄存器在内核里所映射的地址空间。

                     ——引用自

接着讲解do_execve

do_execve完成的工作主要如下：

1、打开可执行文件

file = open_exec(filename);
    retval = PTR_ERR(file);
    if (IS_ERR(file))
        goto out_unmark;

2、bprm_init

  1) mm_alloc:生成一个新的mm_struct实例来管理进程地址空间

   

bprm->mm = mm = mm_alloc();

  2)init_new_context:初始化mm_struct实例

  

err = init_new_context(current, mm);

  3)__bprm_mm_init:建立初始的栈

  

err = __bprm_mm_init(bprm);

要仔细了解这部分的工作，就需要了解struct linux_binprm和struct mm_struct的结构和具体作用，这个后面会进行讲解。

3、prepare_binprm：新进程的很多参数，例如euid,egid,参数列表等，会被后面的函数用到，未来方便起见，会将这些信息打包在linux_binprm里，因此prepare_binprm的作用是将父进程的一些相关的值（特别是euid和gid)复制到linux_binprm这个结构里。

bprm->cred->euid = current_euid();
    bprm->cred->egid = current_egid();

    if (!(bprm->file->f_path.mnt->mnt_flags & MNT_NOSUID)) {
        /* Set-uid? */
        if (mode & S_ISUID) {
            bprm->per_clear |= PER_CLEAR_ON_SETID;
            bprm->cred->euid = inode->i_uid;
        }

        /* Set-gid? */
        /*
         * If setgid is set but no group execute bit then this
         * is a candidate for mandatory locking, not a setgid
         * executable.
         */
        if ((mode & (S_ISGID | S_IXGRP)) == (S_ISGID | S_IXGRP)) {
            bprm->per_clear |= PER_CLEAR_ON_SETID;
            bprm->cred->egid = inode->i_gid;
        }
    }

 

4、复制环境变量和参数数组内容

retval = copy_strings_kernel(1, &bprm->filename, bprm);
    if (retval < 0)
        goto out;

    bprm->exec = bprm->p;
    retval = copy_strings(bprm->envc, envp, bprm);
    if (retval < 0)
        goto out;

    retval = copy_strings(bprm->argc, argv, bprm);
    if (retval < 0)

5、search_binary_handler：遍历所有的二进制格式，查找合适的handler。

这个函数比较复制后面会仔细讲解。