Syscall, sysenter, sysexit, int 0x80

13.11.2008 17:05 | Přečteno: 1603× | Škola | poslední úprava: 13.11.2008 21:10

Už delší dobu jsem se chtěl seznámit s assemblerem, ale nějak jsem se nemohl stále odhodlat. Letos jsem nastoupil do 1. ročníku na FIT VUTBR. A dozvěděl se, že asm jsou jedním z mých předmětů. Což mě potěšilo, vždycky se mi z nečím začíná lépe, když mě stím seznámí někdo zkušený.

Ve cvičeních, jsem zjistil, že budeme pracovat pod DOSem, jelikož pro DOS mají knihovnu rw.asm, která umožnujě vstup, výstup... No sice jsem to nakonec pod dosbox a nakonec i pod dosemu rozjel, ale já chtěl psát assembler pod linuxem přímo. Tak jsem začal psát vlastní verzi rw.asm, pod linux. Narazil jsem hned na několik problémů, ale nakonec jsem zatím vše vyřešil. Ale včera jsem se díki Gruntovi dozvěděl, že krom přerušení int 0x80, existují i jíné způsoby jak zavolat jádro. Jde o instrukce sysenter, sysexit, syscall.

Snažil jsem se o tom něco vygooglit, ale nikde jsem nenašel jak tyto funkce použít. Nakonec jsem začal využívat objdump, a parametru -static při linkování, a zkoumat jak to vypadá tam. Mé zkoumání nakonec vedlo k tomu, že místo int 0x80 dokážu využívat instrukce syscall. Bohužel jestli to dobře chápu tak je jen v 64bit verzi, což mi je kničemu, takže jsem stále tam kde jsem byl. A proto se chci zeptat, je tu někdo, kdo mi je schopen nějak, jednoduše vysvětlit, základní rozdíli mezi int 0x80, sysenter, syscall? Protože já už v tom mám zmatek.

UPDATE!

Prostě dejme tomu, že mám příklad pro získání pid:

mov eax,20
int 0x80

A mě zajímá jak docílit toho samého pomocí instrukcí sysenter atd.

       

Komentáře

[zde]

http://www.trilithium.com/johan/2005/08/linux-gate/

[kozzi]

to mi je k nicemu

[Kvakor]

Tady je popis SYSENTERu, o SYSCALLu/SYSRETu je celke slusne PDF na strance AMD.

Ale pokud se nezajimate o samotne vnitrnosti jadra, tak staci vedet, ze je to zhruba to same jako INT 0x80, ale procesor s tim ma mene prace (nemusi nacitat adresu z IDT, natahovat a kontrolovat prislusne selektory atd., coz usetri spoustu casu - podle AMD cca. tri ctvrtiny tiku). Sice funguji jenom ve flat modu (tj. bez segmentace, s nulovymi bazemi a maximalnimi limity), ale to pouzivaji vsechny moderni OS, Linux nevyjimaje.

[kozzi]

JJ to jsem cetl, ale o to mi nejde, ja chci proste nakopnout jak to spravne pouzivat.

[Ivan]

Myslim, ze je jeste nejaka uspora spojena s tim, ze nemate uplne zaruceno ze vam kernel nezmeni nejake registry/pamet. Uz si to presne nepamatuju. Kdyz pouzijete int80 tak se ocitnete v kernelu a nemuzete vlastne pouzivat stack ani menit hodnoty vetsiny registru. V kernelu musite nejdrive "odzalohovat" userspace veci a teprve potom muzete obslouzit userspace pozadavek.
<dohady> syscall nebo sysenter je implementovan tak, ze snad umoznite kernelu aby mohl alespon na chvili pouzit kus vaseho stacku, aby mel kam ulozit vase registry. Na RH obsahuje glibc jen jednu instrukci sysenter. Nekde vysoko v pameti je namapovana stranka, na kterou se skace pokazde kdyz volate nejaky syscall. Ta stranka obsahuje vsechny instrukce/data potrebne pro komunikaci s kernelem.
</dohady>

[Luk]

Kdyz pouzijete int80 tak se ocitnete v kernelu a nemuzete vlastne pouzivat stack ani menit hodnoty vetsiny registru. V kernelu musite nejdrive "odzalohovat" userspace veci a teprve potom muzete obslouzit userspace pozadavek. syscall nebo sysenter je implementovan tak, ze snad umoznite kernelu aby mohl alespon na chvili pouzit kus vaseho stacku, aby mel kam ulozit vase registry.

Userspace registry se zálohují ještě před vyvoláním přechodu do kernelu. Pak už jsou v registrech jen parametry systémového volání (resp. u x86 je to v jednom případě mírně jinak, protože jeden registr chybí - tam se ten poslední parametr dává na stack). V kernelu se pak registry opět uloží. Rozdíl mezi metodou instrukce a int80 je v tom, že v prvním případě není potřeba nic explicitně nastavovat, postará se o to instrukce.

Nekde vysoko v pameti je namapovana stranka, na kterou se skace pokazde kdyz volate nejaky syscall. Ta stranka obsahuje vsechny instrukce/data potrebne pro komunikaci s kernelem.

Ta stránka (VDSO) má dva významy. Jeden je kvůli problémů s nedostatkem registrů u x86 (je tam kód, který se stará o to, aby se správně nakládalo s registry ESP a EBP při hacku použitém na přenos šestého parametr syscallu). Druhý význam jsou virtuální volání (na x86_64), kde v některých případech (getpid(), getcpu()...) vůbec není potřeba zabíhat do jádra, lze to udělat v uživatelském prostoru.

[:::]

proste nahazis do registru parametry a misto

int 0x80

zavolas

syscall

nice and simple

[kozzi]

kez by to tak slo, ale tohle ti na 32bit systemu nejde

[Kvakor]

Na 32bitech nemusi byt SYSCALL vzdy povoleny (starsi procesory ho neumi), kdezto na 64bitech ano (ty ho uz umet musi)). Mam pocit, ze ve starsich jadrech na to byl dokonce specialni option.

[Grunt]

A nenahazuje se to/není lepší to nahazovat skrze linux-gate.so?

[kozzi]

Neni, jelikoz linux-gate.so je IMHO uz nepouzivana vec. Je to neco co bylo tusim zavrzeno.

[Grunt]

$ ldd `find /bin/ -executable` | grep "linux-gate.so" | wc -l
93
$ find /bin/ -executable | wc -l
121

[kozzi]

tak u me je to 0

[kozzi]

Takze je opet nepouzitelny jelikoz by to bezelo jen nekde.

[David Watzke]

1/109 Používá to jen mbchk z grubu...