linux怎么实现程序的执行

我们先看一下这时候的内存布局。

// 缺页处理，进程的内容还没有加载到内存，访问的时候导致缺页异常
void do_no_page(unsigned long error_code,unsigned long address)
{
    int nr[4];
    unsigned long tmp;
    unsigned long page;
    int block,i;
    // 取得线性地址对应页的页首地址,与0xfffff000即减去页偏移 
    address &= 0xfffff000;
    // 算出离代码段首地址的偏移
    tmp = address - current->start_code;
    // tmp大于等于end_data说明是访问堆或者栈的空间时发生的缺页,直接申请一页
    if (!current->executable || tmp >= current->end_data) {
        get_empty_page(address);
        return;
    }
    // 是否有进程已经使用了
    if (share_page(tmp))
        return;
    // 获取一页，4kb
    if (!(page = get_free_page()))
        oom();
/* remember that 1 block is used for header */
    /*
     算出要读的硬盘块号，但是最多读四块。
     tmp/BLOCK_SIZE算出线性地址对应页的
     页首地址离代码块距离了多少块，然后读取页首
     地址对应的块号，所以需要加一。比如距离2块的距离，则
     需要读取的块是第三块
    */
    block = 1 + tmp/BLOCK_SIZE;
    // 查找文件前4块对应的硬盘号
    for (i=0 ; i<4 ; block++,i++)
        // bmap算出逻辑块号对应的物理块号
        nr[i] = bmap(current->executable,block);
    // 从硬盘读四块数据进来，并且复制到物理页中
    bread_page(page,current->executable->i_dev,nr);
    /*
     tmp是小于end_data的，因为从tmp开始加载了4kb的数据，
     所以tmp+4kb（4096）后大于end_data，所以大于的部分需要清0，
     i即超出的字节数
    */
    i = tmp + 4096 - current->end_data;
    // page是物理页首地址，加上4kb，从后往前清0
    tmp = page + 4096;
    while (i-- > 0) {
        tmp--;
        *(char *)tmp = 0;
    }
    // 建立线性地址和物理地址的映射
    if (put_page(page,address))
        return;
    // 失败则是否刚才申请的物理页
    free_page(page);
    oom();
}

我们发现缺页中断有一句代码是

// 算出离代码段首地址的偏移
    tmp = address - current->start_code

start_code的值就是cs对应的基地址。即进程号*64MB。address就是刚才我们通过cs:eip算出来的值。两个相减得到线性地址离代码段基址的距离，即硬盘中，在代码section中的偏移。然后算出这个偏移在硬盘中相对代码section首地址块偏移。因为代码块不是可执行文件的第一块。所以还需要做一个处理。

/* remember that 1 block is used for header */
    /*
     算出要读的硬盘块号，但是最多读四块。
     tmp/BLOCK_SIZE算出线性地址对应页的
     页首地址离代码块距离了多少块，然后读取页首
     地址对应的块号，所以需要加一。比如距离2块的距离，则
     需要读取的块是第三块
    */
    block = 1 + tmp/BLOCK_SIZE;

就是加上可执行文件头占据的那一块，这样就得出了cs:eip在硬盘中绝对偏移，最后把这块数据读进来。并且建立线性地址到物理地址的映射。然后重新执行cs:eip对应的指令，这时候就能找到对应的指令执行了。同理，当我们通过ds访问数据段的时候也是这样，在指令里，访问数据的时候，用的地址是相对数据段的偏移，通过地址的转换，会落到数据段对应的线性地址里。然后通过缺页中断加载进来。堆和栈缺页中断时候直接分配一页物理内存就行。因为他的数据不在硬盘里。