189 | | code | explanation |
|---|
190 |
191 |
192 |
193 | #[cfg(test)]
194 | mod tests {
195 | use crate::*;
196 |
197 | #[cfg(target_os = "macos")]
198 | global_asm!(".set _dump_registers, dump_registers");
199 | |
200 |
201 |
202 | 这里定义了dump_registers
203 | |
204 |
205 |
206 |
207 |
208 | // Mock user program to dump registers at stack.
209 | global_asm!(
210 | r#"
211 | .intel_syntax noprefix
212 | dump_registers:
213 | push r15
214 | push r14
215 | push r13
216 | push r12
217 | push r11
218 | push r10
219 | push r9
220 | push r8
221 | push rsp
222 | push rbp
223 | push rdi
224 | push rsi
225 | push rdx
226 | push rcx
227 | push rbx
228 | push rax
229 | add rax, 10
230 | add rbx, 10
231 | add rcx, 10
232 | add rdx, 10
233 | add rsi, 10
234 | add rdi, 10
235 | add rbp, 10
236 | add r8, 10
237 | add r9, 10
238 | add r10, 10
239 | add r11, 10
240 | add r12, 10
241 | add r13, 10
242 | add r14, 10
243 | add r15, 10
244 | call syscall_fn_entry
245 | "#
246 | );
247 |
248 | |
249 |
250 |
251 | 这里是dump_registers的代码，程序的流程功能：
252 | 1、将rax等16个通用寄存器的值压栈
253 | 2、每个通用寄存器的值加10
254 | 3、调用syscall_fn_entry
255 | |
256 |
257 |
258 |
259 |
260 |
261 | #[test]
262 | fn run_fncall() {
263 | extern "sysv64" {
264 | fn dump_registers();
265 | }
266 | let mut stack = [0u8; 0x1000];
267 | let mut cx = UserContext {
268 | general: GeneralRegs {
269 | rax: 0,
270 | rbx: 1,
271 | rcx: 2,
272 | rdx: 3,
273 | rsi: 4,
274 | rdi: 5,
275 | rbp: 6,
276 | rsp: stack.as_mut_ptr() as usize + 0x1000,
277 | r8: 8,
278 | r9: 9,
279 | r10: 10,
280 | r11: 11,
281 | r12: 12,
282 | r13: 13,
283 | r14: 14,
284 | r15: 15,
285 | rip: dump_registers as usize,
286 | rflags: 0,
287 | fsbase: 0, // don't set to non-zero garbage value
288 | gsbase: 0,
289 | },
290 | trap_num: 0,
291 | error_code: 0,
292 | };
293 | |
294 |
295 |
296 | run_fncall的流程：
297 | 1. 定义一个数组stack，长度0x1000，内容为0
298 | 2. 定义一个UserContext结构cx，并且进行初始化，初始化之后数据如下图所示：
299 | 
300 |
301 | 3. 由于rip的值为dump_register，因此此时会进入dump_register的代码：
302 | push寄存器和修改寄存器的值，stack的内容如下图所示：
303 | 
304 |
305 | 此时，调用syscall_fn_entry，kernel stack的内容变化如下图所示：
306 | 
307 |
308 | 
309 |
310 | 【注】：代码中两次pop rbx，是否笔误？
311 | |
312 | |
313 |
314 |
315 |
316 | cx.run_fncall();
317 | |
318 |
319 | 4. 从dump_register返回后，调用run_fncall(&mut self)，代码为：
320 |
321 | {
322 | unsafe { syscall_fn_return(self); }
323 | self.trap_num = 0x100;
324 | self.error_code = 0;
325 | }
326 |
327 | 调用syscall_fn_return，kernel stack的内容变化如下图所示：
328 | 保存被调用者寄存器：
329 | 
330 |
331 | 恢复GeneralRegs
332 | 
333 | |
334 |
335 |
336 |
337 |
338 | // check restored registers
339 | let general = unsafe { *(cx.general.rsp as *const GeneralRegs) };
340 | assert_eq!(
341 | general,
342 | GeneralRegs {
343 | rax: 0,
344 | rbx: 1,
345 | rcx: 2,
346 | rdx: 3,
347 | rsi: 4,
348 | rdi: 5,
349 | rbp: 6,
350 | // skip rsp
351 | r8: 8,
352 | r9: 9,
353 | r10: 10,
354 | // skip r11
355 | r12: 12,
356 | r13: 13,
357 | r14: 14,
358 | r15: 15,
359 | ..general
360 | }
361 | );
362 | |
363 |
364 | 5. 检查恢复的寄存器：
365 | 
366 | |
367 |
368 |
369 |
370 |
371 | // check saved registers
372 | assert_eq!(
373 | cx.general,
374 | GeneralRegs {
375 | rax: 10,
376 | rbx: 11,
377 | rcx: 12,
378 | rdx: 13,
379 | rsi: 14,
380 | rdi: 15,
381 | rbp: 16,
382 | // skip rsp
383 | r8: 18,
384 | r9: 19,
385 | r10: 20,
386 | // skip r11
387 | r12: 22,
388 | r13: 23,
389 | r14: 24,
390 | r15: 25,
391 | ..cx.general
392 | }
393 | );
394 | assert_eq!(cx.trap_num, 0x100);
395 | assert_eq!(cx.error_code, 0);
396 | |
397 |
398 | 6. 检查保存的寄存器
399 | 
400 |
401 | 【注】：除rax之外，其余寄存器都相等
402 | |
403 |
404 |
405 |
406 |
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/drafts/ywj_fncall相关代码分析/gdt.md:
--------------------------------------------------------------------------------
1 | #### gdt.rs的分析
2 | #### TODO: 使用的一些macro和包，以后详细写
3 | ```
4 | use alloc::boxed::Box;
5 | use alloc::vec::Vec;
6 | use core::mem::size_of;
7 |
8 | use x86_64::instructions::tables::{lgdt, load_tss};
9 | use x86_64::registers::model_specific::{GsBase, Star};
10 | use x86_64::structures::gdt::{Descriptor, SegmentSelector};
11 | use x86_64::structures::DescriptorTablePointer;
12 | use x86_64::{PrivilegeLevel, VirtAddr};
13 | ```
14 |
15 | #### 定义TSS类型
16 | ```
17 | /// 如果编译时没有参数"ioport_bitmap", 则将TSS设置为x86_64结构下的TaskStateSegment
18 | #[cfg(not(feature = "ioport_bitmap"))]
19 | type TSS = x86_64::structures::tss::TaskStateSegment;
20 |
21 | /// 如果编译时有参数"ioport_bitmap", 则将TSS设置为TSSWithPortBitmap
22 | #[cfg(feature = "ioport_bitmap")]
23 | type TSS = super::ioport::TSSWithPortBitmap;
24 | ```
25 |
26 | #### 初始化TSS与GDT
27 | ```
28 | pub fn init() {
29 | }
30 | ```
31 | 在这个函数中，我们：
32 | 为trap分配栈，将栈顶设置为tss，这样一来，从ring3切换到ring0，CPU可以正确地切换栈
33 | 代码如下
34 | ```
35 | /// 新建一个位于堆上的TSS结构，并创建一个位于栈中的指针tss指向它
36 | /// https://docs.rs/x86_64/0.1.1/x86_64/structures/tss/struct.TaskStateSegment.html
37 |
38 | let mut tss = Box::new(TSS::new());
39 |
40 |
41 | /// 在堆中新建一个0x1000大小的数组，用于模拟栈，使用`Box::leak().as_ptr()`获取这个数组的起始地址，再加0x1000的偏移，就获得了这个模拟栈的栈顶
42 |
43 | let trap_stack_top = Box::leak(Box::new([0u8; 0x1000])).as_ptr() as u64 + 0x1000;
44 |
45 | /// 将栈顶设置为tss的privilege_stack_table
46 | tss.privilege_stack_table[0] = VirtAddr::new(trap_stack_top);
47 |
48 | /// 解开Box, 获取tss的数据 ***？
49 | let tss: &'static _ = Box::leak(tss);
50 |
51 | /// Creates a TSS system descriptor for the given TSS. 如果不能返回System Segment, 那么panic
52 | /// tss0与tss1:
53 | /// tss0: 按descriptor格式重写的栈顶地址
54 | /// 如何理解tss1？
55 | let (tss0, tss1) = match Descriptor::tss_segment(tss) {
56 | Descriptor::SystemSegment(tss0, tss1) => (tss0, tss1),
57 | _ => unreachable!(),
58 | };
59 |
60 | // Extreme hack: the segment limit assumed by x86_64 does not include the port bitmap.
61 | #[cfg(feature = "ioport_bitmap")]
62 | let tss0 = (tss0 & !0xFFFF) | (size_of::