背景

Question

背景

我已经在Windows计算机上使用qemu-system-x86_64.exe（x86_64）构建了MSYS2，并且正在调试尝试运行它时发生的分段错误。
实际上，我认为该问题与QEMU或MSYS2都不相关，这是调试分段错误以及可能错误生成代码的问题。

调试分段错误

程序一开始就以segmentation fault错误崩溃。
使用gdb运行时，我发现了以下内容：

Starting program: C:\msys64\home\Administrator\qemu\x86_64-softmmu\qemu-system-x86_64.exe
[New Thread 4656.0x1194]

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x00000000007d3254 in getpagesize () at util/oslib-win32.c:535
535     {

(gdb) bt
#0  0x00000000007d3254 in getpagesize () at util/oslib-win32.c:535
#1  0x000000000086dd39 in init_real_host_page_size () at util/pagesize.c:16
#2  0x00000000007ea1b2 in __do_global_ctors ()
    at C:/repo/mingw-w64-crt-git/src/mingw-w64/mingw-w64-crt/crt/gccmain.c:67
#3  0x00000000007ea20f in __main ()
    at C:/repo/mingw-w64-crt-git/src/mingw-w64/mingw-w64-crt/crt/gccmain.c:83
#4  0x000000000040137f in __tmainCRTStartup ()
    at C:/repo/mingw-w64-crt-git/src/mingw-w64/mingw-w64-crt/crt/crtexe.c:329
#5  0x00000000004014db in WinMainCRTStartup ()
    at C:/repo/mingw-w64-crt-git/src/mingw-w64/mingw-w64-crt/crt/crtexe.c:195

这很奇怪。
运行__do_global_ctors并调用init_real_host_page_size()并调用getpagesize()时，程序崩溃。这些是非常简单的功能：

uintptr_t qemu_real_host_page_size;
intptr_t qemu_real_host_page_mask;

static void __attribute__((constructor)) init_real_host_page_size(void)
{
    qemu_real_host_page_size = getpagesize();
    qemu_real_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_real_host_page_size;
}

...

int getpagesize(void)
{
    SYSTEM_INFO system_info;

    GetSystemInfo(&system_info);
    return system_info.dwPageSize;
}

getpagesize()在函数的开头崩溃，甚至在调用GetSystemInfo之前崩溃。
这是该代码段和寄存器值的反汇编：

(gdb) disassem
Dump of assembler code for function getpagesize:
   0x00000000007d3250 <+0>:     sub    $0x68,%rsp
=> 0x00000000007d3254 <+4>:     mov    %fs:0x0,%rax
   0x00000000007d325d <+13>:    mov    %rax,0x58(%rsp)
   0x00000000007d3262 <+18>:    xor    %eax,%eax
   0x00000000007d3264 <+20>:    lea    0x20(%rsp),%rcx
   0x00000000007d3269 <+25>:    callq  *0x68e8b9(%rip)        # 0xe61b28 <__imp_GetSystemInfo>
   0x00000000007d326f <+31>:    mov    0x24(%rsp),%eax
   0x00000000007d3273 <+35>:    mov    0x58(%rsp),%rdx
   0x00000000007d3278 <+40>:    xor    %fs:0x0,%rdx
   0x00000000007d3281 <+49>:    jne    0x7d3288 <getpagesize+56>
   0x00000000007d3283 <+51>:    add    $0x68,%rsp
   0x00000000007d3287 <+55>:    retq
   0x00000000007d3288 <+56>:    callq  0x85bde0 <__stack_chk_fail>
   0x00000000007d328d <+61>:    nop
End of assembler dump.
(gdb) info registers
rax            0x6f4b868           116701288
rbx            0x86ec10            8842256
rcx            0x6f4b8b8           116701368
rdx            0xe5a780            15050624
rsi            0x86e220            8839712
rdi            0x6f4ad50           116698448
rbp            0x6f4ad10           0x6f4ad10
rsp            0x22fd80            0x22fd80
r8             0x0                 0
r9             0x0                 0
r10            0x5000016b          1342177643
r11            0x22f9d8            2292184
r12            0x0                 0
r13            0x10                16
r14            0x0                 0
r15            0x0                 0
rip            0x7d3254            0x7d3254 <getpagesize+4>
eflags         0x10202             [ IF RF ]
cs             0x33                51
ss             0x2b                43
ds             0x2b                43
es             0x2b                43
fs             0x53                83
gs             0x2b                43

内存访问mov %fs:0x0,%rax似乎出了点问题。
谁将FS设置为83？

(gdb) starti
Starting program: C:\msys64\home\Administrator\qemu\x86_64-softmmu\qemu-system-x86_64.exe
[New Thread 3508.0x14b0]

Program stopped.
0x00000000778b6fb1 in ntdll!CsrSetPriorityClass ()
   from C:\Windows\SYSTEM32\ntdll.dll
(gdb) p $fs
$1 = 83
(gdb) watch $fs
Watchpoint 1: $fs
(gdb) c
Continuing.

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x00000000007d3254 in getpagesize () at util/oslib-win32.c:535
535     {

没有人设置FS！

问题

GCC生成的代码使用未初始化的寄存器。是什么原因造成的？是否有一些应该运行但没有运行的初始化代码？
有什么想法可以进一步调试此问题吗？

Answer 1

FS是x86段寄存器。这些通常不是由用户程序设置的，而是由OS或运行时库设置的，用于各种特殊目的。例如，在Windows x86-64上，GS用于指向每个线程的数据块：https://en.wikipedia.org/wiki/Win32_Thread_Information_Block（并且不使用FS）。

在这种情况下，问题是您使用的GCC 8编译器存在错误：https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=86832

在某些情况下，此编译器生成的代码假定已为“本机TLS”设置了FS，这是错误的，因为MINGW不支持“本机TLS”，并且FS未设置为任何有用的东西。

解决方法是避免使用-fstack-protector-strong编译器选项进行编译。对于QEMU，您可以通过配置--disable-stack-protector标志来实现。

（PS：如果您想知道我是如何确定此段错误的原因，我在Google上搜索了“ qemu-devel sigsegv getpagesize”，它显示了一个邮件列表线程，其他人遇到该漏洞并报告了该错误，问题被诊断出并找到了指向GCC错误的链接。）

根导致分段错误

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调试分段错误

问题

1 个答案: