Question

情况如下：

我正在尝试在github中执行攻击内核的project。内核版本是linux-3.18.6。

QEMU用于模拟环境。

在我的应用程序中，我尝试通过遵循它们来理解系统调用过程。完成我的目标的方法就像shell程序一样。我只是创建一些命令来运行相对的系统调用。也许它在图片中很简单。 some commands

代码很简单如下：

1使用API getpid。

int Getpid(int argc, char **argv)
{
    pid_t pid;
    pid = getpid();
    printf("current process's pid:%d\n",pid);
    return 0;
}

2直接使用int $ 0x80。

int GetpidAsm(int argc, char **argv)
{
    pid_t pid;
    asm volatile(
    "mov $20, %%eax\n\t"
    "int $0x80\n\t"
    "mov %%eax, %0\n\t"
    :"=m"(pid)
    );
    printf("current process's pid(ASM):%d\n",pid);
    return 0;
}

因为我的应用程序只是在pid 1的进程中运行，所以每次输入命令getpid时，它都会返回1.当然这是真的。

奇怪的是，当我使用gdb来调试syscall进程时，当我输入getpid来执行时，它只在berakpoint sys_getpid停止一次。当我一次又一次地这样做时，它只是输出而不停止。

显然，正如我所理解的那样，使用int $ 0x80绝对是正确的。

为解决这个问题，我做了一些研究。我下载了glibc源代码（glibc-2.25），看看api getpid是如何包装int $ 0x80的。不幸的是，它没有，或者我没有找到合适的位置。

glibc中的一些代码。

pid_t getpid(void)
{
  pid_t (*f)(void);
  f = (pid_t (*)(void)) dlsym (RTLD_NEXT, "getpid");
  if (f == NULL)
    error (EXIT_FAILURE, 0, "dlsym (RTLD_NEXT, \"getpid\"): %s", dlerror ());
  return (pid2 = f()) + 26;
}

如果我输错了代码，请告诉我，tks。

如代码所示，glibc中不包含getpid的定义。在阅读了一些数据后，有人说the VDSO...。

请注意，AFAIK是简单系统调用成本的重要组成部分从用户空间到内核并返回。因此，对于一些系统调用（可能是gettimeofday，getpid ......）VDSO可能会避免这种情况（技术上可能会避免做真正的系统调用）。

男人getpid pgae：

C库/内核差异自glibc 2.3.4版以来，getpid（）的glibc包装函数缓存PID，以避免在进程时进行额外的系统调用反复调用getpid（）。通常这种缓存是不可见的，但它是正确的操作依赖于包装函数中的支持 fork（2），vfork（2）和clone（2）：如果应用程序绕过glibc 这些系统调用的包装器使用syscall（2），然后调用子进程中的getpid（）将返回错误的值（确切地说：它将返回父进程的PID）。另见clone（2）for dis- 激发getpid（）可能返回错误值的情况通过glibc包装函数调用clone（2）。

虽然退出了这么多解释，但我无法弄清楚API getpid的工作程序。

作为对比，API时间很容易理解。时间的定义：

time_t
time (time_t *t)
{
  INTERNAL_SYSCALL_DECL (err);
  time_t res = INTERNAL_SYSCALL (time, err, 1, NULL);
  /* There cannot be any error.  */
  if (t != NULL)
    *t = res;
  return res;
}

然后，

#define INTERNAL_SYSCALL(name, err, nr, args...)            \
    internal_syscall##nr ("li\t%0, %2\t\t\t# " #name "\n\t",    \
                  "IK" (SYS_ify (name)),            \
                  0, err, args)

最后，它嵌入了asm，这是使用内核源代码的常用方法。

#define internal_syscall1(v0_init, input, number, err, arg1)        \
({                                  \
    long _sys_result;                       \
                                    \
    {                               \
    register long __s0 asm ("$16") __attribute__ ((unused))     \
      = (number);                           \
    register long __v0 asm ("$2");                  \
    register long __a0 asm ("$4") = (long) (arg1);          \
    register long __a3 asm ("$7");                  \
    __asm__ volatile (                      \
    ".set\tnoreorder\n\t"                       \
    v0_init                             \
    "syscall\n\t"                           \
    ".set reorder"                          \
    : "=r" (__v0), "=r" (__a3)                  \
    : input, "r" (__a0)                     \
    : __SYSCALL_CLOBBERS);                      \
    err = __a3;                         \
    _sys_result = __v0;                     \
    }                               \
    _sys_result;                            \
})

有人可以清楚地解释API getpid是如何工作的吗？为什么getpid只陷入syscall sys_getpid一次？如果可能的话，一些参考文献是值得赞赏的。

感谢您的帮助。

Answer 1

首先请注意，glibc源代码几乎不可能导航。

文档说明getpid（）会缓存其结果，正如您所注意到的那样。您找到的代码看起来像

pid_t getpid(void)
{
  pid_t (*f)(void);
  f = (pid_t (*)(void)) dlsym (RTLD_NEXT, "getpid");
  if (f == NULL)
    error (EXIT_FAILURE, 0, "dlsym (RTLD_NEXT, \"getpid\"): %s", dlerror ());
  return (pid2 = f()) + 26;
}

仅仅是一个包装器。它会查找getpid符号，并调用该函数。该功能是您需要找到的。它是__getpid（）函数的别名，你可以在sysdeps/unix/sysv/linux/getpid.c文件中找到它，并且也会显示在这篇文章的底部。

现在 - 您可能正在查看与您当前的glibc不匹配的glibc源代码 - 就this commit中2016年11月的getpid（）缓存而言，有一个很大的变化，据我所知变更将是2017年2月发布的glibc-2.25的一部分

缓存其值以避免多次调用getpid（）系统调用的较旧的getpid（）实现可以在这里看到： http://repo.or.cz/glibc.git/blob/93eb85ceb25ee7aff432ddea0abf559f53d7a5fc:/sysdeps/unix/sysv/linux/getpid.c看起来像

static inline __attribute__((always_inline)) pid_t
really_getpid (pid_t oldval)
{
  if (__glibc_likely (oldval == 0))
    {
      pid_t selftid = THREAD_GETMEM (THREAD_SELF, tid);
      if (__glibc_likely (selftid != 0))
    return selftid;
    }

  INTERNAL_SYSCALL_DECL (err);
  pid_t result = INTERNAL_SYSCALL (getpid, err, 0);

  /* We do not set the PID field in the TID here since we might be
     called from a signal handler while the thread executes fork.  */
  if (oldval == 0)
    THREAD_SETMEM (THREAD_SELF, tid, result);
  return result;
}
#endif

pid_t
__getpid (void)
{
#if !IS_IN (libc)
  INTERNAL_SYSCALL_DECL (err);
  pid_t result = INTERNAL_SYSCALL (getpid, err, 0);
#else
  pid_t result = THREAD_GETMEM (THREAD_SELF, pid);
  if (__glibc_unlikely (result <= 0))
    result = really_getpid (result);
#endif
  return result;
}

libc_hidden_def (__getpid)
weak_alias (__getpid, getpid)
libc_hidden_def (getpid)

什么是glibc中的getpid工作程序？

1 个答案: