/** linux/fs/exec.c** (C) 1991 Linus Torvalds*//** #!-checking implemented by tytso.*//** #!開(kāi)始的程序檢測(cè)部分是由tytso 實(shí)現(xiàn)的。*//** Demand-loading implemented 01.12.91 - no need to read anything but* the header into memory. The inode of the executable is put into* "current->executable", and page faults do the actual loading. Clean.** Once more I can proudly say that linux stood up to being changed: it* was less than 2 hours work to get demand-loading completely implemented.*//** 需求時(shí)加載是于1991.12.1 實(shí)現(xiàn)的 - 只需將執(zhí)行文件頭部分讀進(jìn)內(nèi)存而無(wú)須* 將整個(gè)執(zhí)行文件都加載進(jìn)內(nèi)存。執(zhí)行文件的i 節(jié)點(diǎn)被放在當(dāng)前進(jìn)程的可執(zhí)行字段中* ("current->executable")，而頁(yè)異常會(huì)進(jìn)行執(zhí)行文件的實(shí)際加載操作以及清理工作。** 我可以再一次自豪地說(shuō)，linux 經(jīng)得起修改：只用了不到2 小時(shí)的工作時(shí)間就完全* 實(shí)現(xiàn)了需求加載處理。*/#include <errno.h>		// 錯(cuò)誤號(hào)頭文件。包含系統(tǒng)中各種出錯(cuò)號(hào)。(Linus 從minix 中引進(jìn)的)。#include <string.h>		// 字符串頭文件。主要定義了一些有關(guān)字符串操作的嵌入函數(shù)。#include <sys/stat.h>		// 文件狀態(tài)頭文件。含有文件或文件系統(tǒng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)stat{}和常量。#include <a.out.h>		// a.out 頭文件。定義了a.out 執(zhí)行文件格式和一些宏。#include <linux/fs.h>		// 文件系統(tǒng)頭文件。定義文件表結(jié)構(gòu)（file,buffer_head,m_inode 等）。#include <linux/sched.h>	// 調(diào)度程序頭文件，定義了任務(wù)結(jié)構(gòu)task_struct、初始任務(wù)0 的數(shù)據(jù)，// 還有一些有關(guān)描述符參數(shù)設(shè)置和獲取的嵌入式匯編函數(shù)宏語(yǔ)句。#include <linux/kernel.h>	// 內(nèi)核頭文件。含有一些內(nèi)核常用函數(shù)的原形定義。#include <linux/mm.h>		// 內(nèi)存管理頭文件。含有頁(yè)面大小定義和一些頁(yè)面釋放函數(shù)原型。#include <asm/segment.h>	// 段操作頭文件。定義了有關(guān)段寄存器操作的嵌入式匯編函數(shù)。extern int sys_exit (int exit_code);	// 程序退出系統(tǒng)調(diào)用。extern int sys_close (int fd);	// 文件關(guān)閉系統(tǒng)調(diào)用。/** MAX_ARG_PAGES defines the number of pages allocated for arguments* and envelope for the new program. 32 should suffice, this gives* a maximum env+arg of 128kB !*//** MAX_ARG_PAGES 定義了新程序分配給參數(shù)和環(huán)境變量使用的內(nèi)存最大頁(yè)數(shù)。* 32 頁(yè)內(nèi)存應(yīng)該足夠了，這使得環(huán)境和參數(shù)(env+arg)空間的總合達(dá)到128kB!*/#define MAX_ARG_PAGES 32/** create_tables() parses the env- and arg-strings in new user* memory and creates the pointer tables from them, and puts their* addresses on the "stack", returning the new stack pointer value.*//** create_tables()函數(shù)在新用戶內(nèi)存中解析環(huán)境變量和參數(shù)字符串，由此* 創(chuàng)建指針表，并將它們的地址放到"堆棧"上，然后返回新棧的指針值。*///// 在新用戶堆棧中創(chuàng)建環(huán)境和參數(shù)變量指針表。// 參數(shù)：p - 以數(shù)據(jù)段為起點(diǎn)的參數(shù)和環(huán)境信息偏移指針；argc - 參數(shù)個(gè)數(shù)；envc -環(huán)境變量數(shù)。// 返回：堆棧指針。static unsigned long *create_tables (char *p, int argc, int envc){  unsigned long *argv, *envp;  unsigned long *sp;// 堆棧指針是以4 字節(jié)（1 節(jié)）為邊界尋址的，因此這里讓sp 為4 的整數(shù)倍。  sp = (unsigned long *) (0xfffffffc & (unsigned long) p);// sp 向下移動(dòng)，空出環(huán)境參數(shù)占用的空間個(gè)數(shù)，并讓環(huán)境參數(shù)指針envp 指向該處。  sp -= envc + 1;  envp = sp;// sp 向下移動(dòng)，空出命令行參數(shù)指針占用的空間個(gè)數(shù)，并讓argv 指針指向該處。// 下面指針加1，sp 將遞增指針寬度字節(jié)值。  sp -= argc + 1;  argv = sp;// 將環(huán)境參數(shù)指針envp 和命令行參數(shù)指針以及命令行參數(shù)個(gè)數(shù)壓入堆棧。  put_fs_long ((unsigned long) envp, --sp);  put_fs_long ((unsigned long) argv, --sp);  put_fs_long ((unsigned long) argc, --sp);// 將命令行各參數(shù)指針?lè)湃肭懊婵粘鰜?lái)的相應(yīng)地方，最后放置一個(gè)NULL 指針。  while (argc-- > 0)    {      put_fs_long ((unsigned long) p, argv++);      while (get_fs_byte (p++)) /* nothing */ ;	// p 指針前移4 字節(jié)。    }  put_fs_long (0, argv);// 將環(huán)境變量各指針?lè)湃肭懊婵粘鰜?lái)的相應(yīng)地方，最后放置一個(gè)NULL 指針。  while (envc-- > 0)    {      put_fs_long ((unsigned long) p, envp++);      while (get_fs_byte (p++)) /* nothing */ ;    }  put_fs_long (0, envp);  return sp;			// 返回構(gòu)造的當(dāng)前新堆棧指針。}/** count() counts the number of arguments/envelopes*//** count()函數(shù)計(jì)算命令行參數(shù)/環(huán)境變量的個(gè)數(shù)。*///// 計(jì)算參數(shù)個(gè)數(shù)。// 參數(shù)：argv - 參數(shù)指針數(shù)組，最后一個(gè)指針項(xiàng)是NULL。// 返回：參數(shù)個(gè)數(shù)。static intcount (char **argv){  int i = 0;  char **tmp;  if (tmp = argv)    while (get_fs_long ((unsigned long *) (tmp++)))      i++;  return i;}/** 'copy_string()' copies argument/envelope strings from user* memory to free pages in kernel mem. These are in a format ready* to be put directly into the top of new user memory.** Modified by TYT, 11/24/91 to add the from_kmem argument, which specifies* whether the string and the string array are from user or kernel segments:** from_kmem argv * argv *** 0 user space user space* 1 kernel space user space* 2 kernel space kernel space** We do this by playing games with the fs segment register. Since it* it is expensive to load a segment register, we try to avoid calling* set_fs() unless we absolutely have to.*//** 'copy_string()'函數(shù)從用戶內(nèi)存空間拷貝參數(shù)和環(huán)境字符串到內(nèi)核空閑頁(yè)面內(nèi)存中。* 這些已具有直接放到新用戶內(nèi)存中的格式。** 由TYT(Tytso)于1991.12.24 日修改，增加了from_kmem 參數(shù)，該參數(shù)指明了字符串或* 字符串?dāng)?shù)組是來(lái)自用戶段還是內(nèi)核段。** from_kmem argv * argv *** 0 用戶空間 用戶空間* 1 內(nèi)核空間 用戶空間* 2 內(nèi)核空間 內(nèi)核空間** 我們是通過(guò)巧妙處理fs 段寄存器來(lái)操作的。由于加載一個(gè)段寄存器代價(jià)太大，所以* 我們盡量避免調(diào)用set_fs()，除非實(shí)在必要。*///// 復(fù)制指定個(gè)數(shù)的參數(shù)字符串到參數(shù)和環(huán)境空間。// 參數(shù)：argc - 欲添加的參數(shù)個(gè)數(shù)；argv - 參數(shù)指針數(shù)組；page - 參數(shù)和環(huán)境空間頁(yè)面指針數(shù)組。// p -在參數(shù)表空間中的偏移指針，始終指向已復(fù)制串的頭部；from_kmem - 字符串來(lái)源標(biāo)志。// 在do_execve()函數(shù)中，p 初始化為指向參數(shù)表(128kB)空間的最后一個(gè)長(zhǎng)字處，參數(shù)字符串// 是以堆棧操作方式逆向往其中復(fù)制存放的，因此p 指針會(huì)始終指向參數(shù)字符串的頭部。// 返回：參數(shù)和環(huán)境空間當(dāng)前頭部指針。static unsigned longcopy_strings (int argc, char **argv, unsigned long *page,	      unsigned long p, int from_kmem){  char *tmp, *pag;  int len, offset = 0;  unsigned long old_fs, new_fs;  if (!p)    return 0;			/* bullet-proofing *//* 偏移指針驗(yàn)證 */// 取ds 寄存器值到new_fs，并保存原fs 寄存器值到old_fs。  new_fs = get_ds ();  old_fs = get_fs ();// 如果字符串和字符串?dāng)?shù)組來(lái)自內(nèi)核空間，則設(shè)置fs 段寄存器指向內(nèi)核數(shù)據(jù)段（ds）。  if (from_kmem == 2)    set_fs (new_fs);// 循環(huán)處理各個(gè)參數(shù)，從最后一個(gè)參數(shù)逆向開(kāi)始復(fù)制，復(fù)制到指定偏移地址處。  while (argc-- > 0)    {// 如果字符串在用戶空間而字符串?dāng)?shù)組在內(nèi)核空間，則設(shè)置fs 段寄存器指向內(nèi)核數(shù)據(jù)段（ds）。      if (from_kmem == 1)	set_fs (new_fs);// 從最后一個(gè)參數(shù)開(kāi)始逆向操作，取fs 段中最后一參數(shù)指針到tmp，如果為空，則出錯(cuò)死機(jī)。      if (!(tmp = (char *) get_fs_long (((unsigned long *) argv) + argc)))	panic ("argc is wrong");// 如果字符串在用戶空間而字符串?dāng)?shù)組在內(nèi)核空間，則恢復(fù)fs 段寄存器原值。      if (from_kmem == 1)	set_fs (old_fs);// 計(jì)算該參數(shù)字符串長(zhǎng)度len，并使tmp 指向該參數(shù)字符串末端。      len = 0;			/* remember zero-padding */      do	{			/* 我們知道串是以NULL 字節(jié)結(jié)尾的 */	  len++;	}      while (get_fs_byte (tmp++));// 如果該字符串長(zhǎng)度超過(guò)此時(shí)參數(shù)和環(huán)境空間中還剩余的空閑長(zhǎng)度，則恢復(fù)fs 段寄存器并返回0。      if (p - len < 0)	{			/* this shouldn't happen - 128kB */	  set_fs (old_fs);	/* 不會(huì)發(fā)生-因?yàn)橛?28kB 的空間 */	  return 0;	}// 復(fù)制fs 段中當(dāng)前指定的參數(shù)字符串，是從該字符串尾逆向開(kāi)始復(fù)制。      while (len)	{	  --p;	  --tmp;	  --len;// 函數(shù)剛開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，偏移變量offset 被初始化為0，因此若offset-1<0，說(shuō)明是首次復(fù)制字符串，// 則令其等于p 指針在頁(yè)面內(nèi)的偏移值，并申請(qǐng)空閑頁(yè)面。	  if (--offset < 0)	    {	      offset = p % PAGE_SIZE;// 如果字符串和字符串?dāng)?shù)組在內(nèi)核空間，則恢復(fù)fs 段寄存器原值。	      if (from_kmem == 2)		set_fs (old_fs);// 如果當(dāng)前偏移值p 所在的串空間頁(yè)面指針數(shù)組項(xiàng)page[p/PAGE_SIZE]==0，表示相應(yīng)頁(yè)面還不存在，// 則需申請(qǐng)新的內(nèi)存空閑頁(yè)面，將該頁(yè)面指針填入指針數(shù)組，并且也使pag 指向該新頁(yè)面，若申請(qǐng)不// 到空閑頁(yè)面則返回0。	      if (!(pag = (char *) page[p / PAGE_SIZE]) &&		  !(pag = (char *) page[p / PAGE_SIZE] =		    (unsigned long *) get_free_page ()))		return 0;// 如果字符串和字符串?dāng)?shù)組來(lái)自內(nèi)核空間，則設(shè)置fs 段寄存器指向內(nèi)核數(shù)據(jù)段（ds）。	      if (from_kmem == 2)		set_fs (new_fs);	    }// 從fs 段中復(fù)制參數(shù)字符串中一字節(jié)到pag+offset 處。	  *(pag + offset) = get_fs_byte (tmp);	}    }// 如果字符串和字符串?dāng)?shù)組在內(nèi)核空間，則恢復(fù)fs 段寄存器原值。  if (from_kmem == 2)    set_fs (old_fs);// 最后，返回參數(shù)和環(huán)境空間中已復(fù)制參數(shù)信息的頭部偏移值。  return p;}//// 修改局部描述符表中的描述符基址和段限長(zhǎng)，并將參數(shù)和環(huán)境空間頁(yè)面放置在數(shù)據(jù)段末端。// 參數(shù)：text_size - 執(zhí)行文件頭部中a_text 字段給出的代碼段長(zhǎng)度值；// page - 參數(shù)和環(huán)境空間頁(yè)面指針數(shù)組。// 返回：數(shù)據(jù)段限長(zhǎng)值(64MB)。static unsigned longchange_ldt (unsigned long text_size, unsigned long *page){  unsigned long code_limit, data_limit, code_base, data_base;  int i;// 根據(jù)執(zhí)行文件頭部a_text 值，計(jì)算以頁(yè)面長(zhǎng)度為邊界的代碼段限長(zhǎng)。并設(shè)置數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度為64MB。  code_limit = text_size + PAGE_SIZE - 1;  code_limit &= 0xFFFFF000;  data_limit = 0x4000000;// 取當(dāng)前進(jìn)程中局部描述符表代碼段描述符中代碼段基址，代碼段基址與數(shù)據(jù)段基址相同。  code_base = get_base (current->ldt[1]);  data_base = code_base;// 重新設(shè)置局部表中代碼段和數(shù)據(jù)段描述符的基址和段限長(zhǎng)。  set_base (current->ldt[1], code_base);  set_limit (current->ldt[1], code_limit);  set_base (current->ldt[2], data_base);  set_limit (current->ldt[2], data_limit);/* make sure fs points to the NEW data segment *//* 要確信fs 段寄存器已指向新的數(shù)據(jù)段 */// fs 段寄存器中放入局部表數(shù)據(jù)段描述符的選擇符(0x17)。  __asm__ ("pushl $0x17\n\tpop %%fs"::);// 將參數(shù)和環(huán)境空間已存放數(shù)據(jù)的頁(yè)面（共可有MAX_ARG_PAGES 頁(yè)，128kB）放到數(shù)據(jù)段線性地址的// 末端。是調(diào)用函數(shù)put_page()進(jìn)行操作的（mm/memory.c, 197）。  data_base += data_limit;  for (i = MAX_ARG_PAGES - 1; i >= 0; i--)    {