Question

在x86-64架构上，两个寄存器有一个特殊用途：FS和GS。在linux 2.6。*中，FS寄存器似乎用于存储线程本地信息。

这是对的吗？
fs：0中存储的内容是什么？是否有描述此内容的C结构？
那么GS的用途是什么？

Answer 1

在x86-64中有3 TLS entries，其中两个可以通过FS and GS访问，FS由glibc内部使用（在IA32中显然是FS is used by Wine and GS by glibc）。

Glibc将其TLS入口点指向包含线程内部结构的struct pthread。 Glibc通常将struct pthread变量称为pd，大概是 pthread描述符。

在x86-64上，struct pthread以tcbhead_t开头（这取决于架构，请参阅宏TLS_DTV_AT_TP和TLS_TCB_AT_TP）。该线程控制块头（AFAIU）包含一些即使存在单个线程也需要的字段。 DTV是动态线程向量，包含指向通过dlopen()加载的DSO的TLS块的指针。在TCB之前或之后，存在用于在（程序）加载时链接的可执行文件和DSO的静态TLS块。 TCB和DTV在Ulrich Drepper's TLS document中得到了很好的解释（请参阅第3章中的图表）。

Answer 2

要实际回答您的fs:0问题：x86_64 ABI要求fs包含地址＆＃34;指向＆＃34;由fs:-4本身。也就是说，fs:0 - 4加载fs处存储的值。此功能是必需的，因为您无法轻松获取fs:0指向的地址而无需通过内核代码。将地址存储在static __thread int test = 0; int *f(void) { return &test; } int g(void) { return test; }因此可以更有效地处理线程本地存储。

当您获取线程局部变量的地址时，您可以看到这一点：

f:
    movq    %fs:0, %rax
    leaq    -4(%rax), %rax
    retq

g:
    movl    %fs:-4, %eax
    retq

编译到

%gs

i686使用Conf.FilesLocation做同样的事情。在aarch64上，这不是必需的，因为可以从tls寄存器本身读取地址。

Answer 3

那么GS的用途是什么？

x86_64 Linux内核使用GS寄存器作为一种高效的方法来获取内核空间堆栈以进行系统调用。

GS寄存器存储每个CPU区域的基地址。要获取内核空间堆栈，请在entry_SYSCALL_64

中

movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp

扩展PER_CPU_VAR后，我们得到以下信息：

movq    %gs:cpu_current_top_of_stack, %rsp

如何在Linux AMD64中使用fs / gs寄存器？

3 个答案: