自寫系統(tǒng)調(diào)用調(diào)試應(yīng)用程序過(guò)程

在本節(jié)里面我們就詳細(xì)來(lái)講一下如何用我們自己實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)調(diào)用來(lái)調(diào)試應(yīng)用程序.

　　一、原理

　　要想自制系統(tǒng)調(diào)用，當(dāng)然首相要做的就是明白系統(tǒng)調(diào)用的過(guò)程：

　　我們拿open函數(shù)來(lái)舉個(gè)例子：當(dāng)用戶空間執(zhí)行open函數(shù)時(shí)，會(huì)通過(guò)glibc函數(shù)庫(kù)的作用最終去調(diào)用sys_open函數(shù)，sys_open函數(shù)最終又會(huì)調(diào)用我們具體注冊(cè)的open函數(shù)！那么這里最主要的就是glibc函數(shù)庫(kù)干了些什么呢？其實(shí)它的作用就是當(dāng)用戶空間執(zhí)行open函數(shù)時(shí)，會(huì)去執(zhí)行一條swi #val指令，這條指令會(huì)使cpu發(fā)生異常，并跳轉(zhuǎn)到異常向量入口：vector_swi處去執(zhí)行，之后的代碼會(huì)根據(jù)引發(fā)異常的指令取出其中的參數(shù)，并根據(jù)這個(gè)參數(shù)調(diào)用對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)！sys_open、sys_read、sys_write這些函數(shù)是放在一個(gè)數(shù)組里面的，就是根據(jù)取出的這個(gè)val值為下標(biāo)找到sys_open函數(shù)！

　　說(shuō)的有點(diǎn)亂，我們來(lái)理一理：app調(diào)用open-》swi #val-》引發(fā)cpu異常-》跳轉(zhuǎn)到異常向量入口處-》根據(jù)引發(fā)異常的指令調(diào)用對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)！

　　那么我們自制系統(tǒng)調(diào)用的話，需要實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)：

　　1、寫一個(gè)應(yīng)用函數(shù)：swi #val

　　2、在內(nèi)核里面仿sys_xxx寫一個(gè)函數(shù)，放入數(shù)組！

　　前者用于引發(fā)異常，后者用于具體實(shí)現(xiàn)！

　　二、實(shí)現(xiàn)

　　1、內(nèi)核函數(shù)

　?。?）在arch/arm/kernel/call.S文件里面的CALL（）列表的最后添加一項(xiàng)，如：CALL（sys_hello）

　　這里是用來(lái)調(diào)用sys_hello

　　（2）在fs/read_write.c文件里加入如下代碼：

　　asmlinkage void sys_hello（const char __user * buf， size_t count）

　　{

　　char ker_buf［100］;

　　if（buf）

　　{

　　// 目的是從用戶空間拷貝數(shù)據(jù)到內(nèi)核空間，失敗返回沒有被拷貝的字節(jié)數(shù)，成功返回0

三、步驟

1、修改應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件，替換某個(gè)位置的代碼為swi val

2、執(zhí)行程序

3、進(jìn)入到sys_hello->在sys_hello里面打印信息->執(zhí)行原來(lái)的指令->返回

四、具體實(shí)現(xiàn)

我們的應(yīng)用程序是：

//file:test_sc.c

#include

int cnt = 0;

void C(void)

{

int i = 0;

while (1)

{

printf("Hello, cnt = %d, i = %d\n", cnt, i);

cnt++;

i = i + 2;

sleep(5);

}

}

void B(void)

{

C();

}

void A(void)

{

B();

}

int main(int argc, char **argv)

{

A();

return 0;

}

具體步驟：

（1）編譯：arm-linux-gcc test_sc.c -o test_sc

（2）反匯編：arm-linux-objdump -D test_sc > test_sc.dis

（3）我們打開上面得到的可執(zhí)行文件和反匯編文件

比如我們想在C函數(shù)的i=i+2;處打斷點(diǎn)的話，我們先在反匯編文件里面找到對(duì)應(yīng)的指令：

84d4: e2833002??add r3, r3, #2 ; 0x2

其中：e2833002是機(jī)器碼，這是我們所需要的！

我們?nèi)タ蓤?zhí)行文件里面去搜索這個(gè)機(jī)器碼，在可執(zhí)行文件里它對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼應(yīng)該是：02 30 83 e2

我們將此機(jī)器碼改為swi指令的機(jī)器碼！

我們可以將上一節(jié)里面的文件反匯編一下，然后得到swi的機(jī)器碼為：ef900160

（4）經(jīng)過(guò)上面的修改，當(dāng)程序執(zhí)行到i=i+2;這條指令時(shí)，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)調(diào)用，最終執(zhí)行sys_hello函數(shù)。

在sys_hello函數(shù)里面，我們可以最一些必要的工作，具體程序如下：

此外還需要在：include/linux/syscalls.h 文件里將函數(shù)聲明改為：asmlinkage void sys_hello(const char __user * buf, int count);

（5）編譯內(nèi)核，用新內(nèi)核啟動(dòng)

（6）運(yùn)行測(cè)試程序（在此之前要修改測(cè)試程序的權(quán)限：chmod 777 test_sc_swi），輸出信息如下：

Hello, cnt = 0, i = 0

sys_hello: cnt = 1

sys_hello: i = 0

Hello, cnt = 1, i = 2

sys_hello: cnt = 2

sys_hello: i = 2

Hello, cnt = 2, i = 4

sys_hello: cnt = 3

sys_hello: i = 4

測(cè)試成功！

本節(jié)講的調(diào)試方法比較晦澀，一般不會(huì)采用！