freebsd9.2-在ABI层对execve系统调用实现的支持-创建elf_brand_list数组

71v5

[__ElfN(Brandinfo)类型的数据对象]：
__ElfN(Brandinfo)数据对象使得freebsd可以不加修改的执行在其它os上编译好的elf可执行文件
(比如linux,前提是底层硬件平台要一致)，如果想要在freebsd上执行一个在其他操作系统上已经编
译好的elf可执行文件，那么freebsd内核中都要为相应的操作系统定义其对应的Elf32_Brandinfo数据对象，
并且在内核初始化阶段将其添加到elf_brand_list数组中，在解析elf可执行文件的过程中，函数
__elfN(get_brandinfo)会根据elf文件中包含的信息在数组elf_brand_list中选择一个最合适的
Elf32_Brandinfo对象。

1. /*********************************************************************************************
   
2. * 成员描述：
   
3.    brand：
   
4.    Operating system / ABI identification，在不同的操作系统上编译一个c文件后，elf可执行
   
5.    文件头部都有相应的标识符来标识该c文件具体是在哪种操作系统上编译的，elf可执行文件头
   
6.    部的这个标识符就和brand成员想对应，常见取值如下：
   
7.    #define        ELFOSABI_LINUX                3        GNU/Linux
   
8.    #define        ELFOSABI_FREEBSD        9        FreeBSD。
   
9. 
   
10.    machine：
    
11.    标识了底层的硬件cpu平台，在elf可执行文件头部也有其对应的成员，常见值如下：
    
12.    #define        EM_386                3        Intel i386.
    
13.    #define        EM_ARM                40        ARM.
    
14.    
    
15.    compat_3_brand：
    
16.    一个字符串，__elfN(get_brandinfo)函数在选择适用该elf可执行文件的__ElfN(Brandinfo)
    
17.    对象时使用。
    
18. 
    
19.    emul_path，interp_path，interp_newpath：
    
20.    指向三个解释器的路径名字符串，这里的解释器不是类似shell，python等这样的解释器，
    
21.    这里的解释器负责对elf可执行文件中未解决的符号引用进行解析，即用实际有意义的值替换
    
22.    这些符号，典型就是c程序使用了函数库中的相关函数。
    
23. 
    
24.    在elf可执行文件中，类型为PT_INTERP的程序段中也包含一个解释器的路径名字符串，这个
    
25.    解释器一般情况下和interp_path成员指向的解释器相同。
    
26. 
    
27.    emul_path：如果该成员非空，那么emul_path指向的字符串作为解释器路径名的一部分。
    
28.    interp_path：指向一个有意义的解释器字符串。
    
29.    interp_newpath：如果该成员非空，首先使用该解释器。
    
30. 
    
31.    
    
32. 
    
33.    flags：一些标志。
    
34. 
    
35.    brand_note：只有elf可执行文件包含类型为PT_NOTE的程序段时，该成员的值才有意义，
    
36.                这里忽略。
    
37. 
    
38.    sysvec：最最重要的成员，指向的数据对象类型为struct sysentvec，该数据对象包含了
    
39.            内核实现系统调用的方法表，以及从系统调用获取参数的方法，在系统调用返回
    
40.            时进行相应处理的方法。假如在linux系统上编译了一个c代码，改代码执行了
    
41.            一个read系统调用，在linux系统上编译后得到的elf可执行文件依然可以在freebsd
    
42.            上不加修改的执行，只要正确设置了struct proc对象的sysvec成员(该成员正是
    
43.            这里的sysvec成员），再加上上面描述的解释器的帮助，那么就可以正确的运行。
    
44.            这里说的比较抽象，后续在分享系统调用陷入机制的过程中会以一个实例来说明，
    
45.            这样就一目了然了。
    
46. *********************************************/
    
47.     67        typedef struct {
    
48.     68                int brand;
    
49.     69                int machine;
    
50.     70                const char *compat_3_brand;        /* pre Binutils 2.10 method (FBSD 3) */
    
51.     71                const char *emul_path;
    
52.     72                const char *interp_path;
    
53.     73                struct sysentvec *sysvec;
    
54.     74                const char *interp_newpath;
    
55.     75                int flags;
    
56.     76                Elf_Brandnote *brand_note;
    
57.     77        #define        BI_CAN_EXEC_DYN                0x0001
    
58.     78        #define        BI_BRAND_NOTE                0x0002        /* May have note.ABI-tag section. */
    
59.     79        #define        BI_BRAND_NOTE_MANDATORY        0x0004        /* Must have note.ABI-tag section. */
    
60.     80        } __ElfN(Brandinfo);

复制代码

下面列出内核中定义的几个比较典型的Elf32_Brandinfo数据对象：
[支持在freebsd上编译好的elf可执行文件]：

1.     87        static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_info = {
   
2.     88                .brand                = ELFOSABI_FREEBSD,
   
3.     89                .machine        = EM_386,
   
4.     90                .compat_3_brand        = "FreeBSD",
   
5.     91                .emul_path        = NULL,
   
6.     92                .interp_path        = "/libexec/ld-elf.so.1",
   
7.     93                .sysvec                = &elf32_freebsd_sysvec,
   
8.     94                .interp_newpath        = NULL,
   
9.     95                .brand_note        = &elf32_freebsd_brandnote,
   
10.     96                .flags                = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
    
11.     97        };

复制代码

[用来支持在linux上编译好的elf可执行文件]：

1.   1083        static Elf32_Brandinfo linux_glibc2brand = {
   
2.   1084                .brand                = ELFOSABI_LINUX,
   
3.   1085                .machine        = EM_386,
   
4.   1086                .compat_3_brand        = "Linux",
   
5.   1087                .emul_path        = "/compat/linux",
   
6.   1088                .interp_path        = "/lib/ld-linux.so.2",
   
7.   1089                .sysvec                = &elf_linux_sysvec,
   
8.   1090                .interp_newpath        = NULL,
   
9.   1091                .brand_note        = &linux_brandnote,
   
10.   1092                .flags                = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
    
11.   1093        };

复制代码

Elf32_Brandinfo类型的数据对象最后都通过函数elf32_insert_brand_entry添加到elf_brand_list数组中：

1. /***************************************************************************
   
2. * #define OLD_EI_BRAND    8
   
3.    static Elf_Brandinfo *elf_brand_list[MAX_BRANDS];
   
4.   
   
5.    __elfN(insert_brand_entry)函数作用一目了然，再次假设数组elf_brand_list
   
6.    初始化后取值如下：
   
7.    elf_brand_list[0] = &freebsd_brand_info；
   
8.    elf_brand_list[1] = &linux_glibc2brand；
   
9. **********************************/
   
10.    206        int
    
11.    207        __elfN(insert_brand_entry)(Elf_Brandinfo *entry)
    
12.    208        {
    
13.    209                int i;
    
14.    210       
    
15.    211                for (i = 0; i < MAX_BRANDS; i++) {
    
16.    212                        if (elf_brand_list[i] == NULL) {
    
17.    213                                elf_brand_list[i] = entry;
    
18.    214                                break;
    
19.    215                        }
    
20.    216                }
    
21.    217                if (i == MAX_BRANDS) {
    
22.    218                        printf("WARNING: %s: could not insert brandinfo entry: %p\n",
    
23.    219                                __func__, entry);
    
24.    220                        return (-1);
    
25.    221                }
    
26.    222                return (0);
    
27.    223        }

复制代码