一个程序从开始运行到结束的完整过程，你能说出来多少？

写代码：用系统调用创建进程

• 写代码

进行编译：程序的二进制格式

• 编译成 ELF（可执行与可链接格式） 格式的二进制文件, 有三种格式(可重定位 .o 文件; 可执行文件; 共享对象文件 .so)
• 可重定位 .o 文件(ELF 第一种格式)

  • .h + .c 文件, 编译得到可重定位 .o 文件

  • .o 文件由: ELF 头, 多个节(section), 节头部表组成(每个节有一项纪录); 节表的位置和纪录数由 ELF 头给出.
    

  • .o 文件只是程序部分代码片段

  • .rel.text 和 .rel.data 标注了哪些函数/数据需要重定位

  • 要函数可被调用, 要以库文件的形式存在, 最简单是创建静态链接库 .a 文件(Archives)

  • 通过 ar 创建静态链接库, 通过 gcc 提取库文件中的 .o 文件, 链接到程序中

  • 链接合并后, 就可以定位到函数/数据的位置, 形成可执行文件

• 可执行文件(ELF 第二种格式)
  • 链接合并后, 形成可执行文件
  • 同样包含: ELF 头, 多个节, 节头部表; 另外还有段头表(包含段的描述, p_vaddr 段加载到内存的虚拟地址)
    
  • ELF 头中有 e_entry , 指向程序入口的虚拟地址
• 共享对象 .so 文件(ELF 第三种格式)
  • 静态链接库合并进可执行文件, 多个进程不能共享
  • 动态链接库-链接了动态链接库的程序, 仅包含对该库的引用(且只保存名称)
  • 通过 gcc 创建, 通过 gcc 链接
  • 运行时, 先找到动态链接库(默认在 /lib 和 /usr/lib 找)
  • 增加了一个段, 里面是动态链接器，运行时的链接动作都是它做
  • 增加了两个节 .plt(过程链接表)和 .got.plt(全局偏移表)
  • 一个动态链接函数对应 plt 中的一项 plt[x], plt[x] 中是代理代码, 调用 got 中的一项 got[y]
  • 起始, got 没有动态链接函数的地址, 都指向 plt[0], plt[0] 又调用 got[2], got[2]指向动态链接器入口函数
  • 动态链接器入口函数找到加载到内存的动态链接函数的地址, 并将地址存入 got[y]
    （注： PLT就是用来放代理代码的，也即stub代码的，GOT是用来存放共享对象so对应的真实代码的地址的。动态链接器虽然默认会被加载，但是也是一个共享对象so，所以会放在GOT里面。要调用这个so里面的代码，也是需要从stub里面统一调用进去的，所以要回到PLT去调用。）
    

运行程序为进程

• 加载 ELF 文件到内存
  • 通过系统调用 exec 调用 load_elf_binary
  • exec 是一组函数
    • 包含 p: 在 PATH 中找程序
    • 不包含 p: 需提供全路径
    • 包含 v: 以数字接收参数
    • 包含 l: 以列表接收参数
    • 包含 e: 以数字接收环境变量
      

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加餐部分

进程树

- ps -ef: 用户进程不带中括号, 内核进程带中括号
- 用户进程祖先(1号进程, systemd); 内核进程祖先(2号进程, kthreadd)
- tty ? 一般表示后台服务

谈谈你对动态链接库和静态链接库的理解？

静态链接就是在编译链接时直接将需要的执行代码拷贝到调用处，优点就是在程序发布的时候就不需要的依赖库，也就是不再需要带着库一块发布，程序可以独立执行，但是体积可能会相对大一些。

动态链接就是在编译的时候不直接拷贝可执行代码，而是通过记录一系列符号和参数，在程序运行或加载时将这些信息传递给操作系统，操作系统负责将需要的动态库加载到内存中，然后程序在运行到指定的代码时，去共享执行内存中已经加载的动态库可执行代码，最终达到运行时连接的目的。优点是多个程序可以共享同一段代码，而不需要在磁盘上存储多个拷贝，缺点是由于是运行时加载，可能会影响程序的前期执行性能

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静态链接：后缀是.a，主要在编译的时候将库文件里面代码搬迁到可执行的文件中；

动态链接：后缀是.so,主要在执行的时候需要转换到库文件代码执行；

两种链接的优缺点：

（1）静态的链接产生的可执行的文件体积比较的大；而动态链接的可执行文件的体积比较小；

（2）动态的链接的编译的效率比较的高；

（3）静态链接的可执行的文件执行的效率高

（4）静态链接的可执行的文件的“布局”比较好一点；