当前位置:首页 » 编程软件 » dynamic反编译

dynamic反编译

发布时间: 2022-05-18 14:22:28

1. C# AssemblyBuilder 动态生成DLL 生成出的类 怎么加partial修饰符

partial类只存在于源代码中,编译之后就合并到一起了。所以你即使反编译,也看不到partial。

2. 如何动态创建一个泛型类型的对象

使用Emit技术可以实现动态创建泛型或非泛型类型:

(){
AppDomainmyDomain=AppDomain.CurrentDomain;
varam=newAssemblyName("Dynamic");
//定义动态程序集
AssemblyBuilderab=myDomain.DefineDynamicAssembly(am,AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
//定义动态模块
MoleBuildermb=ab.DefineDynamicMole("Dynamic",am.Name+".dll");
//定义类型
TypeBuildertb=mb.DefineType("App",TypeAttributes.Public);
//定义泛型类型参数
GenericTypeParameterBuilder[]typeParams=tb.DefineGenericParameters("T");
GenericTypeParameterBuilderT=typeParams[0];
//设置泛型类型约束
T.SetGenericParameterAttributes(GenericParameterAttributes.DefaultConstructorConstraint|GenericParameterAttributes.ReferenceTypeConstraint);
//构造私有字段
FieldBuilderfb=tb.DefineField("_foo",T,FieldAttributes.Private);
MethodBuildermethod=tb.DefineMethod("Bar",MethodAttributes.Public);
//直接使用IL指令流进行封送
ILGeneratorilGen=method.GetILGenerator();//获取方法的MSIL中间语言生成器
ilGen.Emit(OpCodes.Ldarg_0);//向IL加载索引为0的参数到托管堆栈里并存入指令流
ilGen.Emit(OpCodes.Ret);//如果存在返回值就将值推送到堆栈里并存入指令流
tb.CreateType();//创建该类型
ab.Save(am.Name+".dll");//保存到bin目录

}

通过上面的操作后,形成IL中间语言,然后再使用反编译工具,查看Dynamic.dll,可以看到它的原型如下:

//App是上面定义的类名,T是泛型类型参数,且约束于引用类型class,且存在公共的
//无参的构造函数,其它,如字段,方法同上。
publicclassApp<T>whereT:class,new()
{
privateT_foo;
publicvoidBar()
{
this;
}
}

3. C#怎样防止反编译

我使用的方法是利用加壳工具:virboxProtectorStandalone。直接进行加壳。高级混淆、虚拟化代码、智能压缩加密策略。如果要授权控制,可使用许可版本的virboxProtector。

未经加壳保护的 ILspy 反编译效果如下:

public int add(int a, int b){
return a + b;}public int div(int a, int b){
return a / b;}public int mul(int a, int b){
return a * b;}public int sub(int a, int b){
return a - b;}

解决方案:

深思自主研发了为 C# .net 语言做保护的外壳(Virbox Protector)。将C# .net 编译成的执行程序(.exe),动态库(.dll)直接拖入加壳工具即可完成保护操作,十分方便。并且在效果上已经完全看不到源码中的逻辑。

加密后的效果

public int add(int a, int b){
return (int)dm.dynamic_method((object)this, System.Reflection.MethodBase.GetCurrentMethod(), 16416u, 21, 16384u, 32u, 31516u, 5).Invoke(this, new object[]
{
this,
a,
b
});}
public int div(int a, int b){
return (int)dm.dynamic_method((object)this, System.Reflection.MethodBase.GetCurrentMethod(), 16956u, 21, 16924u, 32u, 31516u, 2).Invoke(this, new object[]
{
this,
a,
b
});}
public int mul(int a, int b){
return (int)dm.dynamic_method((object)this, System.Reflection.MethodBase.GetCurrentMethod(), 16776u, 21, 16744u, 32u, 31516u, 3).Invoke(this, new object[]
{
this,
a,
b
});}
public int sub(int a, int b){
return (int)dm.dynamic_method((object)this, System.Reflection.MethodBase.GetCurrentMethod(), 16596u, 21, 16564u, 32u, 31516u, 4).Invoke(this, new object[]
{
this,
a,
b
});}

架构支持

IIS 服务架构的后台逻辑 DLL 文件

windows PC 应用程序 EXE 文件

windows PC 应用程序动态库 DLL 文件

UG等第三方绘图工具使用的 DLL 文件

Unity3d 编译使用的 DLL 文件

4. 关于android软件中的so文件!

*.so文件是linux平台下的动态链接库,反编译动态链接库参见windows下*.dll文件的反编译,类似的
Linux:是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统,是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想,是一个性能稳定的多用户网络操作系统。
Linux操作系统诞生于1991 年10 月5 日(这是第一次正式向外公布时间)。Linux存在着许多不同的Linux版本,但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中,比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。严格来讲,Linux这个词本身只表示Linux内核,但实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核,并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。

动态链接库:英文为DLL,是Dynamic Link Library 的缩写形式,DLL是一个包含可由多个程序同时使用的代码和数据的库,DLL不是可执行文件。动态链接提供了一种方法,使进程可以调用不属于其可执行代码的函数。函数的可执行代码位于一个 DLL 中,该 DLL 包含一个或多个已被编译、链接并与使用它们的进程分开存储的函数。DLL 还有助于共享数据和资源。多个应用程序可同时访问内存中单个DLL 副本的内容。DLL 是一个包含可由多个程序同时使用的代码和数据的库。

DLL文件又称“应用程序拓展”,是软件文件类型。在Windows中,许多应用程序并不是一个完整的可执行文件,它们被分割成一些相对独立的动态链接库,即DLL文件,放置于系统中。当我们执行某一个程序时,相应的DLL文件就会被调用。一个应用程序可使用多个DLL文件,一个DLL文件也可能被不同的应用程序使用,这样的DLL文件被称为共享DLL文件。[1]

5. Dynamic和Var的区别及dynamic使用详解

1.var声明一个局部变量只是一种简化语法,它要求编译器根据一个表达式推断具体的数据类型。

2.var只能用于声明方法内部的局部变量,而dynamic可用于局部变量,字段,参数。

3.表达式不能转型为var,但能转型为dynamic。

4.必须显式初始化用var声明的变量,但无需初始化用dynam声明的变量。

//var 在编译阶段已经确定类型
// var varError;
var isIntType = ;
isIntType.ToString();
//dynamic在编译期间不进行任何
//的类型检查,而是将类型检查放到
//了运行期
dynamic dyn = ;
// dynamic dynOk;
dyn = "hello world";
//error 字符串没有 [ fn不存在的方法 ] 的方法
//但在语法检查时通过,不会提示语法错误
var s = dyn.fn不存在的方法();//runtime error

由于dynamic在运行时才检查类型,所以有时候会出现错误,因此使用它必须得法,那么何时使用它比较方便呢?我们先定义一个Person类,然后用反射进行动态调用起Talk方法:

class Person
{
public void Talk(string msg)
{
MessageBox.Show(msg);
}
}

//dynamic 在反射时候可以简化代码
System.Type t = typeof(Person);
var obj = Activator.CreateInstance(t, null);
t.InvokeMember("Talk", System.Reflection.BindingFlags.InvokeMethod, null, obj, new object[] { "hell world!" });

在反射的时候,传统的方法的方法调用往往比较繁琐,而用dyanmic则非常简化,而且直观:

dynamic obj = Activator.CreateInstance(t, null);
obj.Talk("hell world!");

因此,dynamic只要使用得法,还是一个C#一个非常好的特征。

6. C#的dynamic使用中有什么需要注意的地方,以免滥用

主要有两点。

  1. dynamic成员在编译时会跳过所有的静态类型检查,这意味着它永远不会被报编译错误,也就是说你得不到编译器的帮助而只能在运行时发现错误。编码时请做好检查或者添加必要的日志。此外,涉及dynamic成员的代码并不会被编译器优化。

  2. 我的测试数据表明在.NET 4.5下访问dynamic对象的一个成员时需要的时间大约是访问静态类型的静态成员的12倍,但是它依旧比反射访问一个静态类型的静态成员要快约9倍。如果是为了避免复杂的业务逻辑和避开反射可以考虑一用。


我个人的标准是,优先强类型,多写一个类或接口不算什么事儿。不到万不得已不写dynamic,哪怕它可能节省了很多代码。

7. 新人求解汇编

说明: rax, rsp ,rip之类的都是64位寄存器.
开始:
xx43c: 为局部变量开辟堆栈空间.
xx440: 取地址 _DYNAMIC+0x190入rax寄存器
xx447: test 最普通用法,非空测试
xx44a: rax == null 就跳转到 xx44e:
xx44c: 调用rax中存入的函数地址. ; 温馨提示, dynamic + xx这样的风格估计是指向虚函数表中的某个函数.
xx44e: 释放为局部变量申请的空间.
结束.
c语言翻译一下:
void gmon_start()
{
void (*pfn)();
pfn= &DYNAMIC + 0x190;
(*pfn)();
}
不过看汇编代码我估计可能会是某种面向对象的语言开发程序反编译回来的.

8. 跪求AS 3.0 高手解答:语法错误: leftbrace 应在 leftparen 之前。

这个程序进入就会直接返回一个空值,有什么意义呢?再一个类名的问题,你这个类名到底是什么?是txt_(max_13character)还是txt_?而且作为类,构造函数中没有()是错误的主要原因。正确的应该是
package
{
import flash.display.*;
dynamic public class txt_(max_13_character) extends MovieClip
{
public function txt_(max_13_character)()
{

}
}
}
在这里,我去掉了return,因为没有任何可返回的东西,要是加上这句,最容易出错。在这里只能写一个空的构造函数了。主要是不知你要表达的是啥意思

9. 如何还原 c#linq 反编译

1.框架搭建
1.1 将struts2中的jar文件导入到项目中
commons-fileupload-1.2.1.jar,commons-io-1.3.2.jar,freemarker-2.3.15.jar,ognl-2.7.3.jar
struts2-core-2.1.8.1.jar,xwork-core-2.1.6.jar
1.2 将struts.xml文件拷贝到项目的src目录下
1.3 修改web.xml文件
添加:
<filter>
<filter-name>struts2</filter-name>
<filter-class>org.apache.struts2.dispatcher.ng.filter.StrutsPrepareAndExecuteFilter</filter-class>
</filter>

<filter-mapping>
<filter-name>struts2</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
2.action中方法的调用方式
2.1 自动方法调用(只能调用execute)
2.2 指定方法调用(通过设置action标签中的method属性)
2.3 动态方法调用(在调用时,在action后加!方法名称,如:login!deletUser)
注意:<constant name="struts.enable.DynamicMethodInvocation" value="true" />
2.4 通配符调用
3. action接收客户端参数的方式
3.1 直接在action中定义参数变量,并生成set和get方法
3.2 定义接收参数的类
注意:都要为action的成员变量提供get和set方法
3.3 让action实现ModelDriven接口,并实现里面的getModel方法
4.获取request,session,application的方式
4.1 用ActionContext获取,实际上获取到的都是Map对象
4.2 用ServletActionContext获取,获取到的是基于Servlet API的对象
4.3 让action实现RequestAware,SessionAware,ApplicationAware接口,并实现里面的方法
5.四种转向
5.1 action转发到页面(默认)
5.2 action重定向到页面 <result type="redirect">
5.3 action转发到action <result type="chain">
<param name="actionName">login</param>
<param name="nameSpace">/login</param>
<param name="method">login</param>
</result>
5.4 action重定向到action <result type="redirectAction">login</result>

10. CPU和CPUID是什么关系

在 Linux 2.4 内核中,用户态 Ring3 代码请求内核态 Ring0 代码完成某些功能是通过系统调用完成的,而系统调用的是通过软中断指令(int 0x80)实现的。在 x86 保护模式中,处理 INT 中断指令时,CPU 首先从中断描述表 IDT 取出对应的门描述符,判断门描述符的种类,然后检查门描述符的级别 DPL 和 INT 指令调用者的级别 CPL,当 CPL<=DPL 也就是说 INT 调用者级别高于描述符指定级别时,才能成功调用,最后再根据描述符的内容,进行压栈、跳转、权限级别提升。内核代码执行完毕之后,调用 IRET 指令返回,IRET 指令恢复用户栈,并跳转会低级别的代码。

其实,在发生系统调用,由 Ring3 进入 Ring0 的这个过程浪费了不少的 CPU 周期,例如,系统调用必然需要由 Ring3 进入 Ring0(由内核调用 INT 指令的方式除外,这多半属于 Hacker 的内核模块所为),权限提升之前和之后的级别是固定的,CPL 肯定是 3,而 INT 80 的 DPL 肯定也是 3,这样 CPU 检查门描述符的 DPL 和调用者的 CPL 就是完全没必要。正是由于如此,Intel x86 CPU 从 PII 300(Family 6,Model 3,Stepping 3)之后,开始支持新的系统调用指令 sysenter/sysexit。sysenter 指令用于由 Ring3 进入 Ring0,SYSEXIT 指令用于由 Ring0 返回 Ring3。由于没有特权级别检查的处理,也没有压栈的操作,所以执行速度比 INT n/IRET 快了不少。

不同系统调用方式的性能比较:

下面是一些来自互联网的有关 sysenter/sysexit 指令和 INT n/IRET 指令在 Intel Pentium CPU 上的性能对比:

表1:系统调用性能测试测试硬件:Intel® Pentium® III CPU, 450 MHzProcessor Family: 6 Model: 7 Stepping: 2

用户模式花费的时间 核心模式花费的时间
基于 sysenter/sysexit 指令的系统调用 9.833 microseconds 6.833 microseconds
基于中断 INT n 指令的系统调用 17.500 microseconds 7.000 microseconds

数据来源:[1]

数据来源:[2]

表2:各种 CPU 上 INT 0x80 和 SYSENTER 执行速度的比较

CPU Int0x80 sysenter
Athlon XP 1600+ 277 169
800MHz mode 1 athlon 279 170
2.8GHz p4 northwood ht 1152 442

上述数据为对 100000 次 getppid() 系统调用所花费的 CPU 时钟周期取的平均值
数据来源[3]

自这种技术推出之后,人们一直在考虑在 Linux 中加入对这种指令的支持,在 Kernel.org 的邮件列表中,主题为 "Intel P6 vs P7 system call performance" 的大量邮件讨论了采用这种指令的必要性,邮件中列举的理由主要是 Intel 在 Pentium 4 的设计上存在问题,造成 Pentium 4 使用中断方式执行的系统调用比 Pentium 3 以及 AMD Athlon 所耗费的 CPU 时钟周期多上 5~10 倍。因此,在 Pentium 4 平台上,通过 sysenter/sysexit 指令来执行系统调用已经是刻不容缓的需求。

sysenter/sysexit 系统调用的机制:

在 Intel 的软件开发者手册第二、三卷(Vol.2B,Vol.3)中,4.8.7 节是关于 sysenter/sysexit 指令的详细描述。手册中说明,sysenter 指令可用于特权级 3 的用户代码调用特权级 0 的系统内核代码,而 SYSEXIT 指令则用于特权级 0 的系统代码返回用户空间中。sysenter 指令可以在 3,2,1 这三个特权级别调用(Linux 中只用到了特权级 3),而 SYSEXIT 指令只能从特权级 0 调用。

执行 sysenter 指令的系统必须满足两个条件:1.目标 Ring 0 代码段必须是平坦模式(Flat Mode)的 4GB 的可读可执行的非一致代码段。2.目标 RING0 堆栈段必须是平坦模式(Flat Mode)的 4GB 的可读可写向上扩展的栈段。

在 Intel 的手册中,还提到了 sysenter/sysexit 和 int n/iret 指令的一个区别,那就是 sysenter/sysexit 指令并不成对,sysenter 指令并不会把 SYSEXIT 所需的返回地址压栈,sysexit 返回的地址并不一定是 sysenter 指令的下一个指令地址。调用 sysenter/sysexit 指令地址的跳转是通过设置一组特殊寄存器实现的。这些寄存器包括:

SYSENTER_CS_MSR - 用于指定要执行的 Ring 0 代码的代码段选择符,由它还能得出目标 Ring 0 所用堆栈段的段选择符;

SYSENTER_EIP_MSR - 用于指定要执行的 Ring 0 代码的起始地址;

SYSENTER_ESP_MSR-用于指定要执行的Ring 0代码所使用的栈指针

这些寄存器可以通过 wrmsr 指令来设置,执行 wrmsr 指令时,通过寄存器 edx、eax 指定设置的值,edx 指定值的高 32 位,eax 指定值的低 32 位,在设置上述寄存器时,edx 都是 0,通过寄存器 ecx 指定填充的 MSR 寄存器,sysenter_CS_MSR、sysenter_ESP_MSR、sysenter_EIP_MSR 寄存器分别对应 0x174、0x175、0x176,需要注意的是,wrmsr 指令只能在 Ring 0 执行。

这里还要介绍一个特性,就是 Ring0、Ring3 的代码段描述符和堆栈段描述符在全局描述符表 GDT 中是顺序排列的,这样只需知道 SYSENTER_CS_MSR 中指定的 Ring0 的代码段描述符,就可以推算出 Ring0 的堆栈段描述符以及 Ring3 的代码段描述符和堆栈段描述符。

在 Ring3 的代码调用了 sysenter 指令之后,CPU 会做出如下的操作:

1. 将 SYSENTER_CS_MSR 的值装载到 cs 寄存器

2. 将 SYSENTER_EIP_MSR 的值装载到 eip 寄存器

3. 将 SYSENTER_CS_MSR 的值加 8(Ring0 的堆栈段描述符)装载到 ss 寄存器。

4. 将 SYSENTER_ESP_MSR 的值装载到 esp 寄存器

5. 将特权级切换到 Ring0

6. 如果 EFLAGS 寄存器的 VM 标志被置位,则清除该标志

7. 开始执行指定的 Ring0 代码

在 Ring0 代码执行完毕,调用 SYSEXIT 指令退回 Ring3 时,CPU 会做出如下操作:

1. 将 SYSENTER_CS_MSR 的值加 16(Ring3 的代码段描述符)装载到 cs 寄存器

2. 将寄存器 edx 的值装载到 eip 寄存器

3. 将 SYSENTER_CS_MSR 的值加 24(Ring3 的堆栈段描述符)装载到 ss 寄存器

4. 将寄存器 ecx 的值装载到 esp 寄存器

5. 将特权级切换到 Ring3

6. 继续执行 Ring3 的代码

由此可知,在调用 SYSENTER 进入 Ring0 之前,一定需要通过 wrmsr 指令设置好 Ring0 代码的相关信息,在调用 SYSEXIT 之前,还要保证寄存器edx、ecx 的正确性。

如何得知 CPU 是否支持 sysenter/sysexit 指令

根据 Intel 的 CPU 手册,我们可以通过 CPUID 指令来查看 CPU 是否支持 sysenter/sysexit 指令,做法是将 EAX 寄存器赋值 1,调用 CPUID 指令,寄存器 edx 中第 11 位(这一位名称为 SEP)就表示是否支持。在调用 CPUID 指令之后,还需要查看 CPU 的 Family、Model、Stepping 属性来确认,因为据称 Pentium Pro 处理器会报告 SEP 但是却不支持 sysenter/sysexit 指令。只有 Family 大于等于 6,Model 大于等于 3,Stepping 大于等于 3 的时候,才能确认 CPU 支持 sysenter/sysexit 指令。

Linux 对 sysenter/sysexit 系统调用方式的支持

在 2.4 内核中,直到最近的发布的 2.4.26-rc2 版本,没有加入对 sysenter/sysexit 指令的支持。而对 sysenter/sysexit 指令的支持最早是2002 年,由 Linus Torvalds 编写并首次加入 2.5 版内核中的,经过多方测试和多次 patch,最终正式加入到了 2.6 版本的内核中。

http://kerneltrap.org/node/view/531/1996

http://lwn.net/Articles/18414/

具体谈到系统调用的完成,不能孤立的看内核的代码,我们知道,系统调用多被封装成库函数提供给应用程序调用,应用程序调用库函数后,由 glibc 库负责进入内核调用系统调用函数。在 2.4 内核加上老版的 glibc 的情况下,库函数所做的就是通过 int 指令来完成系统调用,而内核提供的系统调用接口很简单,只要在 IDT 中提供 INT 0x80 的入口,库就可以完成中断调用。

在 2.6 内核中,内核代码同时包含了对 int 0x80 中断方式和 sysenter 指令方式调用的支持,因此内核会给用户空间提供一段入口代码,内核启动时根据 CPU 类型,决定这段代码采取哪种系统调用方式。对于 glibc 来说,无需考虑系统调用方式,直接调用这段入口代码,即可完成系统调用。这样做还可以尽量减少对 glibc 的改动,在 glibc 的源码中,只需将 "int $0x80" 指令替换成 "call 入口地址" 即可。

下面,以 2.6.0 的内核代码配合支持 SYSENTER 调用方式的 glibc2.3.3 为例,分析一下系统调用的具体实现。

内核在启动时做的准备

前面说到的这段入口代码,根据调用方式分为两个文件,支持 sysenter 指令的代码包含在文件 arch/i386/kernel/vsyscall-sysenter.S 中,支持int中断的代码包含在arch/i386/kernel/vsyscall-int80.S中,入口名都是 __kernel_vsyscall,这两个文件编译出的二进制代码由arch/i386/kernel/vsyscall.S所包含,并导出起始地址和结束地址。

2.6 内核在启动的时候,调用了新增的函数sysenter_setup(参见arch/i386/kernel/sysenter.c),在这个函数中,内核将虚拟内存空间的顶端一个固定地址页面(从0xffffe000开始到0xffffeffff的4k大小)映射到一个空闲的物理内存页面。然后通过之前执行CPUID的指令得到的数据,检测CPU是否支持sysenter/sysexit指令。如果CPU不支持,那么将采用INT调用方式的入口代码拷贝到这个页面中,然后返回。相反,如果CPU支持SYSETER/SYSEXIT指令,则将采用SYSENTER调用方式的入口代码拷贝到这个页面中。使用宏 on_each_cpu在每个CPU上执行enable_sep_cpu这个函数。

在enable_sep_cpu函数中,内核将当前CPU的TSS结构中的ss1设置为当前内核使用的代码段,esp1设置为该TSS结构中保留的一个256字节大小的堆栈。在X86中,TSS结构中ss1和esp1本来是用于保存Ring 1进程的堆栈段和堆栈指针的。由于内核在启动时,并不能预知调用sysenter指令进入Ring 0后esp的确切值,而应用程序又无权调用wrmsr指令动态设置,所以此时就借用esp1指向一个固定的缓冲区来填充这个MSR寄存器,由于Ring 1根本没被启用,所以并不会对系统造成任何影响。在下面的文章中会介绍进入Ring 0之后,内核如何修复ESP来指向正确的Ring 0堆栈。关于TSS结构更细节的应用可参考代码include/asm-i386/processor.h)。

然后,内核通过wrmsr(msr,val1,val2)宏调用wrmsr指令对当前CPU设置MSR寄存器,可以看出调用宏的第三个参数即edx都被设置为0。其中SYSENTER_CS_MSR的值被设置为当前内核用的所在代码段;SYSENTER_ESP_MSR被设置为esp1,即指向当前CPU的 TSS结构中的堆栈;SYSENTER_EIP_MSR则被设置为内核中处理sysenter指令的接口函数sysenter_entry(参见 arch/i386/kernel/entry.S)。这样,sysenter指令的准备工作就完成了。

通过内核在启动时进行这样的设置,在每个进程的进程空间中,都能访问到内核所映射的这个代码页面,当然这个页面对于应用程序来说是只读的。我们通过新版的ldd工具查看任意一个可执行程序,可以看到下面的结果:

[root@test]# file dynamic
dynamic: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV),
for GNU/Linux 2.2.5, dynamically linked (uses shared libs), not stripped
[root@test]# ldd dynamic
linux-gate.so.1 => (0xffffe000)
libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0x4002c000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

这个所谓的"linux-gate.so.1"的内容就是内核映射的代码,系统中其实并不存在这样一个链接库文件,它的名字是由ldd自己起的,而在老版本的ldd中,虽然能够检测到这段代码,但是由于没有命名而且在系统中找不到对应链接库文件,所以会有一些显示上的问题。有关这个问题的背景,可以参考下面这个网址: http://sources.redhat.com/ml/libc-alpha/2003-09/msg00263.html。

由用户态经库函数进入内核态

为了配合内核使用新的系统调用方式,glibc中要做一定的修改。新的glibc-2.3.2(及其以后版本中)中已经包含了这个改动,在glibc源代码的sysdeps/unix/sysv/linux/i386/sysdep.h文件中,处理系统调用的宏INTERNAL_SYSCALL在不同的编译选项下有不同的结果。在打开支持sysenter/sysexit指令的选项I386_USE_SYSENTER下,系统调用会有两种方式,在静态链接(编译时加上-static选项)情况下,采用"call *_dl_sysinfo"指令;在动态链接情况下,采用"call *%gs:0x10"指令。这两种情况由glibc库采用哪种方法链接,实际上最终都相当于调用某个固定地址的代码。下面我们通过一个小小的程序,配合 gdb来验证。

首先是一个静态编译的程序,代码很简单:

main()
{
getuid();
}

将代码加上static选项用gcc静态编译,然后用gdb装载并反编译main函数。

[root@test opt]# gcc test.c -o ./static -static
[root@test opt]# gdb ./static
(gdb) disassemble main
0x08048204 <main+0>: push %ebp
0x08048205 <main+1>: mov %esp,%ebp
0x08048207 <main+3>: sub $0x8,%esp
0x0804820a <main+6>: and $0xfffffff0,%esp
0x0804820d <main+9>: mov $0x0,%eax
0x08048212 <main+14>: sub %eax,%esp
0x08048214 <main+16>: call 0x804cb20 <__getuid>
0x08048219 <main+21>: leave
0x0804821a <main+22>: ret

可以看出,main函数中调用了__getuid函数,接着反编译__getuid函数。

(gdb) disassemble 0x804cb20
0x0804cb20 <__getuid+0>: push %ebp
0x0804cb21 <__getuid+1>: mov 0x80aa028,%eax
0x0804cb26 <__getuid+6>: mov %esp,%ebp
0x0804cb28 <__getuid+8>: test %eax,%eax
0x0804cb2a <__getuid+10>: jle 0x804cb40 <__getuid+32>
0x0804cb2c <__getuid+12>: mov $0x18,%eax
0x0804cb31 <__getuid+17>: call *0x80aa054
0x0804cb37 <__getuid+23>: pop %ebp
0x0804cb38 <__getuid+24>: ret

上面只是__getuid函数的一部分。可以看到__getuid将eax寄存器赋值为getuid系统调用的功能号0x18然后调用了另一个函数,这个函数的入口在哪里呢?接着查看位于地址0x80aa054的值。

(gdb) X 0x80aa054
0x80aa054 <_dl_sysinfo>: 0x0804d7f6

看起来不像是指向内核映射页面内的代码,但是,可以确认,__dl_sysinfo指针的指向的地址就是0x80aa054。下面,我们试着启动这个程序,然后停在程序第一条语句,再查看这个地方的值。

(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x804820a
(gdb) r
Starting program: /opt/static
Breakpoint 1, 0x0804820a in main ()
(gdb) X 0x80aa054
0x80aa054 <_dl_sysinfo>: 0xffffe400

可以看到,_dl_sysinfo指针指向的数值已经发生了变化,指向了0xffffe400,如果我们继续运行程序,__getuid函数将会调用地址0xffffe400处的代码。

接下来,我们将上面的代码编译成动态链接的方式,即默认方式,用gdb装载并反编译main函数

[root@test opt]# gcc test.c -o ./dynamic
[root@test opt]# gdb ./dynamic
(gdb) disassemble main
0x08048204 <main+0>: push %ebp
0x08048205 <main+1>: mov %esp,%ebp
0x08048207 <main+3>: sub $0x8,%esp
0x0804820a <main+6>: and $0xfffffff0,%esp
0x0804820d <main+9>: mov $0x0,%eax
0x08048212 <main+14>: sub %eax,%esp
0x08048214 <main+16>: call 0x8048288
0x08048219 <main+21>: leave
0x0804821a <main+22>: ret

由于libc库是在程序初始化时才被装载,所以我们先启动程序,并停在main第一条语句,然后反汇编getuid库函数



(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x804820a
(gdb) r
Starting program: /opt/dynamic
Breakpoint 1, 0x0804820a in main ()
(gdb) disassemble getuid
Dump of assembler code for function getuid:
0x40219e50 <__getuid+0>: push %ebp
0x40219e51 <__getuid+1>: mov %esp,%ebp
0x40219e53 <__getuid+3>: push %ebx
0x40219e54 <__getuid+4>: call 0x40219e59 <__getuid+9>
0x40219e59 <__getuid+9>: pop %ebx
0x40219e5a <__getuid+10>: add $0x84b0f,%ebx
0x40219e60 <__getuid+16>: mov 0xffffd87c(%ebx),%eax
0x40219e66 <__getuid+22>: test %eax,%eax
0x40219e68 <__getuid+24>: jle 0x40219e80 <__getuid+48>
0x40219e6a <__getuid+26>: mov $0x18,%eax
0x40219e6f <__getuid+31>: call *%gs:0x10
0x40219e76 <__getuid+38>: pop %ebx
0x40219e77 <__getuid+39>: pop %ebp
0x40219e78 <__getuid+40>: ret

可以看出,库函数getuid将eax寄存器设置为getuid系统调用的调用号0x18,然后调用%gs:0x10所指向的函数。在gdb中,无法查看非DS段的数据内容,所以无法查看%gs:0x10所保存的实际数值,不过我们可以通过编程的办法,内嵌汇编将%gs:0x10的值赋予某个局部变量来得到这个数值,而这个数值也是0xffffe400,具体代码这里就不再赘述。

由此可见,无论是静态还是动态方式,最终我们都来到了0xffffe400这里的一段代码,这里就是内核为我们映射的系统调用入口代码。在gdb中,我们可以直接反汇编来查看这里的代码

(gdb) disassemble 0xffffe400 0xffffe414
Dump of assembler code from 0xffffe400 to 0xffffe414:0xffffe400: push %ecx
0xffffe401: push %edx
0xffffe402: push %ebp
0xffffe403: mov %esp,%ebp
0xffffe405: sysenter
0xffffe407: nop
0xffffe408: nop
0xffffe409: nop
0xffffe40a: nop
0xffffe40b: nop
0xffffe40c: nop
0xffffe40d: nop
0xffffe40e: jmp 0xffffe403
0xffffe410: pop %ebp
0xffffe411: pop %edx
0xffffe412: pop %ecx
0xffffe413: ret
End of assembler mp.

这段代码正是arch/i386/kernel/vsyscall- sysenter.S文件中的代码。其中,在sysenter之前的是入口代码,在0xffffe410开始的是内核返回处理代码(后面提到的 SYSENTER_RETURN即指向这里)。在入口代码中,首先是保存当前的ecx,edx(由于sysexit指令需要使用这两个寄存器)以及 ebp。然后调用sysenter指令,跳转到内核Ring 0代码,也就是sysenter_entry入口处。

内核中的处理和返回

sysenter_entry整个的实现可以参见arch/i386/kernel/entry.S。内核处理SYSENTER的代码和处理INT的代码不太一样。通过sysenter指令进入Ring 0之后,由于当前的ESP并非指向正确的内核栈,而是当前CPU的TSS结构中的一个缓冲区(参见上文),所以首先要解决的是修复ESP,幸运的是,TSS结构中ESP0成员本身就保存有Ring 0状态的ESP值,所以在这里将TSS结构中ESP0的值赋予ESP寄存器。将ESP恢复成指向正确的堆栈之后,由于SYSENTER不是通过调用门进入Ring 0,所以在堆栈中的上下文和使用INT指令的不一样,INT指令进入Ring 0后栈中会保存如下的值。

低地址

返回用户态的EIP
用户态的CS
用户态的EFLAGS
用户态的ESP
用户态的SS(和DS相同)
高地址
因此,为了简化和重用代码,内核会用pushl指令往栈中放入上述各值,值得注意的是,内核在栈中放入的相对应用户态EIP的值,是一个代码标签 SYSENTER_RETURN,在vsyscall-sysenter.S可以看到,它就在sysenter指令的后面(在它们之间,有一段NOP,是内核返回出错时的处理代码)。接下来,处理系统调用的代码就和中断方式的处理代码一模一样了,内核保存所有的寄存器,然后系统调用表找到对应系统调用的入口,完成调用。最后,内核从栈中取出前面存入的用户态的EIP和ESP,存入edx和ecx寄存器,调用SYSEXIT指令返回用户态。返回用户态之后,从栈中取出ESP,edx,ecx,最终返回glibc库。

其它操作系统以及其它硬件平台的支持

值得一提的是,从 Windows XP 开始,Windows 的系统调用方式也从软中断 int 0x2e 转换到采用 sysenter 方式,由于完全不再支持 int 方式,因此 Windows XP 的对 CPU 的最低配置要求是 PentiumII 300MHz。在其它的操作系统例如 *BSD 系列,目前并没有提供对 sysenter 指令的支持。

在 CPU 方面,AMD 的 CPU 支持一套与之对应的指令 SYSCALL/SYSRET。在纯 32 位的 AMD CPU 上,还没有支持 sysenter 指令,而在 AMD 推出的 AMD64 系列 CPU 上,处于某些模式的情况下,CPU 能够支持 sysenter/sysexit 指令。在 Linux 内核针对 AMD64 架构的代码中,采用的还是 SYSCALL/SYSRET 指令。至于这两种指令最终谁将成为标准,目前还无法得出结论。

未来

我们将 Intel 的 sysenter/sysexit 指令,AMD 的 SYSCALL/SYSRET 指令统称为"快速系统调用指令"。"快速系统调用指令"比起中断指令来说,其消耗时间必然会少一些,但是随着 CPU 设计的发展,将来应该不会再出现类似 Intel Pentium4 这样悬殊的差距。而"快速系统调用指令"比起中断方式的系统调用方式,还存在一定局限,例如无法在一个系统调用处理过程中再通过"快速系统调用指令"调用别的系统调用。因此,并不一定每个系统调用都需要通过"快速系统调用指令"来实现。比如,对于复杂的系统调用例如 fork,两种系统调用方式的时间差和系统调用本身运行消耗的时间来比,可以忽略不计,此处采取"快速系统调用指令"方式没有什么必要。而真正应该使用" 快速系统调用指令"方式的,是那些本身运行时间很短,对时间精确性要求高的系统调用,例如 getuid、gettimeofday 等等。因此,采取灵活的手段,针对不同的系统调用采取不同的方式,才能得到最优化的性能和实现最完美的功能。

参考资料

[1] VxWorks Optimized for Intel Architecture, Hdei Nunoe, Wind River, Member of Technical Staff Leo Samson, Wind River, Technical Marketing Engineer David Hillyard, Intel Corporation, Mgr., Platform Architect

[2] Kernel Entry / Kernel Exit , Marcus Voelp & University Karlsruhe

[3] Dave Jones' blog, http://diary.codemonkey.org.uk/index.php?month=12&year=2002

[4] Linux 内核源码 v2.6.0 http://www.kernel.org/ [Linus Torvalds,2004]

[5] GNU C Library glibc 2.3.3 源码 http://www.gnu.org/software/libc/libc.html

Linux Kernel Mailing List 中对系统调用方式的讨论: [5] Linux Kernel Mailing List, "Intel P6 vs P7 system call performance" http://www.ussg.iu.e/hypermail/linux/kernel/0212.1/index.html#1286 http://www.ussg.iu.e/hypermail/linux/kernel/0212.3/index.html#54

Linux 内核首次引入对 sysenter/sysexit 指令的支持: [6] Linux Kernel Mailing List, "Add "sysenter" support on x86, and a "vsyscall" page." http://lwn.net/Articles/18414/

热点内容
python字节转字符串 发布:2025-05-14 07:06:35 浏览:420
subplotpython 发布:2025-05-14 06:53:51 浏览:661
竖屏大屏导航工厂密码一般是多少 发布:2025-05-14 06:49:29 浏览:806
如何在手机里设置无线网密码 发布:2025-05-14 06:47:54 浏览:120
动态ip文件服务器 发布:2025-05-14 06:44:22 浏览:891
文字分行的脚本有什么 发布:2025-05-14 06:33:10 浏览:288
svn小乌龟怎么配置 发布:2025-05-14 06:31:43 浏览:393
视频播放器android 发布:2025-05-14 06:31:43 浏览:720
android工作室 发布:2025-05-14 06:26:00 浏览:658
汽车官方配置表如何下载 发布:2025-05-14 06:21:41 浏览:800