将参数传递给自己的 execv 内核实现答案

【问题标题】：Passing arguments to own execv kernel implementation将参数传递给自己的 execv 内核实现
【发布时间】：2018-09-20 13:33:49
【问题描述】：

我目前正在将 execv 系统调用实现到我自己的内核中。但是，我设法计算了用户空间中的参数计数（argc），并通过系统调用将 argc 和 argv 传递给了我的内核 exec 函数。

实际上，我现在不知道如何将这两个变量传递给新的用户线程主函数。我分配了一个新的堆栈页面，并将 argc 和 argv 依次存储到这个页面空间上。我的想法是将 EDI 或 ESI 用户寄存器指向第一个参数 (argc)，然后是 argv 数组。

我不确定为此目的使用 EDI 或 ESI 是否正确。有人知道参数是如何在其他内核中传递的吗？

【问题讨论】：

标签： linux-kernel operating-system elf abi execve

【解决方案1】：

您需要正确设置用户堆栈，然后 ELF 可执行文件的入口点将负责在堆栈上定位 argc 和 argv。 Linux 内核中负责设置堆栈的函数是create_elf_tables。对于视觉表示，您可以从this 很棒的 LWN.net 文章中查看这个漂亮的数字：

------------------------------------------------------------- 0x7fff6c845000
 0x7fff6c844ff8: 0x0000000000000000
        _  4fec: './stackdump\0'                      <------+
  env  /   4fe2: 'ENVVAR2=2\0'                               |    <----+
       \_  4fd8: 'ENVVAR1=1\0'                               |   <---+ |
       /   4fd4: 'two\0'                                     |       | |     <----+
 args |    4fd0: 'one\0'                                     |       | |    <---+ |
       \_  4fcb: 'zero\0'                                    |       | |   <--+ | |
           3020: random gap padded to 16B boundary           |       | |      | | |
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -|       | |      | | |
           3019: 'x86_64\0'                        <-+       |       | |      | | |
 auxv      3009: random data: ed99b6...2adcc7        | <-+   |       | |      | | |
 data      3000: zero padding to align stack         |   |   |       | |      | | |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .|. .|. .|       | |      | | |
           2ff0: AT_NULL(0)=0                        |   |   |       | |      | | |
           2fe0: AT_PLATFORM(15)=0x7fff6c843019    --+   |   |       | |      | | |
           2fd0: AT_EXECFN(31)=0x7fff6c844fec      ------|---+       | |      | | |
           2fc0: AT_RANDOM(25)=0x7fff6c843009      ------+           | |      | | |
  ELF      2fb0: AT_SECURE(23)=0                                     | |      | | |
auxiliary  2fa0: AT_EGID(14)=1000                                    | |      | | |
 vector:   2f90: AT_GID(13)=1000                                     | |      | | |
(id,val)   2f80: AT_EUID(12)=1000                                    | |      | | |
  pairs    2f70: AT_UID(11)=1000                                     | |      | | |
           2f60: AT_ENTRY(9)=0x4010c0                                | |      | | |
           2f50: AT_FLAGS(8)=0                                       | |      | | |
           2f40: AT_BASE(7)=0x7ff6c1122000                           | |      | | |
           2f30: AT_PHNUM(5)=9                                       | |      | | |
           2f20: AT_PHENT(4)=56                                      | |      | | |
           2f10: AT_PHDR(3)=0x400040                                 | |      | | |
           2f00: AT_CLKTCK(17)=100                                   | |      | | |
           2ef0: AT_PAGESZ(6)=4096                                   | |      | | |
           2ee0: AT_HWCAP(16)=0xbfebfbff                             | |      | | |
           2ed0: AT_SYSINFO_EHDR(33)=0x7fff6c86b000                  | |      | | |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        | |      | | |
           2ec8: environ[2]=(nil)                                    | |      | | |
           2ec0: environ[1]=0x7fff6c844fe2         ------------------|-+      | | |
           2eb8: environ[0]=0x7fff6c844fd8         ------------------+        | | |
           2eb0: argv[3]=(nil)                                                | | |
           2ea8: argv[2]=0x7fff6c844fd4            ---------------------------|-|-+
           2ea0: argv[1]=0x7fff6c844fd0            ---------------------------|-+
           2e98: argv[0]=0x7fff6c844fcb            ---------------------------+
 0x7fff6c842e90: argc=3

在 ELF 二进制文件入口点的第一条指令处（glibc 称之为_start），栈顶（0(%rsp)）将指向argc，如图所示。然后是argv 数组，它只是一个指针数组。环境变量数组也是 ABI 的一部分，还有 ELF auxiliary vector（可能被 glibc initialization code 使用）。虽然如果您确定（或假设）ELF 二进制文件不会使用环境变量数组或辅助向量，那么您只需设置argv 和argc，如图所示。

【讨论】：