加载器的实现和难点
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加载器的实现和难点
加载器的实现和难点
飞书用户43472024年9月3日修改
如何加载程序
loader函数实现
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思考：分析如何实现loader函数
1.
将要加载的程序，放入正确的内存位置。
2.
正确的内存位置在哪里？ 每个segment的[VirtAddr, VirtAddr + MemSiz)
3.
要加载的程序在哪里？ 每个segment的[offset,offset+MemSiz]
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resource.S的作用以及键下 make ARCH=loongarch32r-nemu 后发生的事情
通过重定向命令cat，将在navy-apps下编译成功的dummy-loongarch32r 可执行文件重定向到nanos-lite的(ramdisk镜像文件)ramdisk.img中。当我们在nanos-lite的目录下键入make ARCH=loongarch32r-nemu后，会生成nanos-lite 的可执行文件，编译期间会把ramdisk镜像文件包含进nanos-lite 成为nanos-lite的一部分(resource.S所做的工作)
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实现loader函数
在这之前，介绍两个结构体：Elf_Ehdr(ELF文件头) 和 Elf_Phdr(程序头表)
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问题PRO：那么我们如何通过这两个结构体获取Elf_Ehdr文件头的信息和Elf_Phdr程序头表？
ANS答案：使用模拟ramdisk的接口：ramdisk_read(void *buf, size_t offset, size_t len)，这个函数的本质是将[文件偏移地址offset, 文件偏移地址offset + 文件的大小len]这大段数据拷贝到buf中
而根据hexdump命令查看ramdisk.img我们知道ELF文件数据从0开始。所以我们只需要将0开始偏移sizeof(Elf_Ehdr)[文件头结构体的大小]拷贝到Elf_Ehdr这个结构体中，就能够使Elf_Ehdr结构体获取对应的数据。这像是将一大段内存拷贝过去的操作。
难点：
而获取Elf_Phdr结构体的数据也是类似，从结构体Elf_Ehdr获取程序头表的位置开始偏移(下文解释)N*sizeof(Elf_Phdr)[程序头表结构体的大小]，从而使得Elf_Phdr这个结构体获取到对应的数据，而不同于文件头表只有一个，而程序头表有多个，需要根据文件头表中的e_phnum(程序头部表中的条目数量)决定要偏移的长度e_phnum*sizeof(Elf_Phdr), 而实例化这个Elf_Phdr结构体的时候需要实例化成结构体数组，这样才能记录好每个程序头的信息，避免覆盖。
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将相应的数据获取进来，之后的操作就相对简单。通过判断属性是否是LOAD，如果是就将程序头表中的[offset,offset+MemSiz]的数据写到[VirtAddr, VirtAddr + MemSiz)这段内存中，程序就能正确加载了。然后为了安全性和正确的内存分配。就是对[VirtAddr + FileSiz, VirtAddr + MemSiz)对应的物理区间清零.
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然后返回到程序的入口(Elf_Ehdr文件头中记录)