Pintos - syscalls项目2

Question

我一边做Pintos项目，一边学习更多关于操作系统的知识。我完成了项目1，并开始了第二个项目。我已经验证了安装堆栈，并且正在工作(通过hex_dump)。现在我在获取正确的syscall参数时遇到了问题。

在user/syscall.c中，有4个程序集存根(0-4个存根)由用户syscall包装。

 #define syscall3(NUMBER, ARG0, ARG1, ARG2)                      \
    ({                                                      \
      int retval;                                           \
      asm volatile                                          \
        ("pushl %[arg2]; pushl %[arg1]; pushl %[arg0]; "    \
         "pushl %[number]; int $0x30; addl $16, %%esp"      \
           : "=a" (retval)                                  \
           : [number] "i" (NUMBER),                         \
             [arg0] "g" (ARG0),                             \
             [arg1] "g" (ARG1),                             \
             [arg2] "g" (ARG2)                              \
           : "memory");                                     \
      retval;                                               \
    }) (this code is given to us)

我的syscall_handler中有一些代码可以调用内核中的正确函数。

static void syscall_handler (struct intr_frame *f) {

  uint32_t *args = f->esp;
  if (args[0] == SYS_WRITE) {
    f->eax = write(args);
  }

在我的write函数中，我打印出了FD和大小

int sysCallNumber = (int) args[0];
  int fd = (int) args[1];
  const char *buffer = (char *) args[2];
  unsigned size = (unsigned) args[3];

  printf("FD is %d\n", fd);
  printf("Size is %d\n", size);

运行'echo hello stack overflow 1 22 333‘将产生以下结果。注意:我在括号中添加了注释。() <-有些地方搞砸了，FD被大小覆盖(包括空终止符)

FD is 6    (hello)
Size is 6
FD is 6     (stack)
Size is 6
FD is 9    (overflow)
Size is 9
FD is 2    (1)
Size is 2
FD is 3    (22)
Size is 3
FD is 4    (333)
Size is 4
FD is 1   (this is from the printf("\n") in echo.c)
Size is 1

我用GDB设置断点和转储框架来运行它，但是还不能解决这个问题。有没有人遇到过类似的情况？如果是这样，你是如何修复它的？

谢谢!

Answer 1

我最近在user/syscall.c中发现了一个可能会影响你的bug。尝试将此修补程序应用于user/syscall.c

diff --git a/src/lib/user/syscall.c b/src/lib/user/syscall.c
index a9c5bc8..efeb38c 100644
--- a/src/lib/user/syscall.c
+++ b/src/lib/user/syscall.c
@@ -10,7 +10,7 @@
             ("pushl %[number]; int $0x30; addl $4, %%esp"       \
                : "=a" (retval)                                  \
                : [number] "i" (NUMBER)                          \
-               : "memory");                                     \
+               : "memory", "esp");                              \
           retval;                                               \
         })

@@ -24,7 +24,7 @@
                : "=a" (retval)                                           \
                : [number] "i" (NUMBER),                                  \
                  [arg0] "g" (ARG0)                                       \
-               : "memory");                                              \
+               : "memory", "esp");                                       \
           retval;                                                        \
         })

@@ -40,7 +40,7 @@
                : [number] "i" (NUMBER),                         \
                  [arg0] "g" (ARG0),                             \
                  [arg1] "g" (ARG1)                              \
-               : "memory");                                     \
+               : "memory", "esp");                              \
           retval;                                               \
         })

@@ -57,7 +57,7 @@
                  [arg0] "g" (ARG0),                             \
                  [arg1] "g" (ARG1),                             \
                  [arg2] "g" (ARG2)                              \
-               : "memory");                                     \
+               : "memory", "esp" );                             \
           retval;                                               \
         })

说来话长..。

例如，在宏syscall3中，预期要生成的汇编代码如下所示

pushl ARG2
pushl ARG1
pushl ARG0
pushl NUMBER
int  $0x30
addl $16, %esp

只要堆栈看起来与预期完全一样，这就应该可以工作，只需推送中断指令即可。下面是测试程序(由objdump -d pintos/src/userprog/build/tests/userprog/args-many生成)中反汇编的write函数：

0804a1a5 <write>:
 804a1a5:       ff 74 24 0c             pushl  0xc(%esp)
 804a1a9:       ff 74 24 08             pushl  0x8(%esp)
 804a1ad:       ff 74 24 04             pushl  0x4(%esp)
 804a1b1:       6a 09                   push   $0x9
 804a1b3:       cd 30                   int    $0x30
 804a1b5:       83 c4 10                add    $0x10,%esp
 804a1b8:       c3                      ret

这些指令有一个很大的问题。因为参数是相对于堆栈指针%esp被压入堆栈的，所以错误的参数被压入堆栈！这是因为在每条pushl指令之后，%esp都会改变。

在深入研究了针对gcc的asm扩展语法之后，我认为我找到了正确的修复方法。对于每个syscall*，需要将%esp寄存器添加到扩展asm指令中的Clobbers列表中。这是因为每条pushl指令都会间接地修改%esp，所以我们需要将修改通知给gcc，这样它就不会在生成的指令中不正确地使用%esp。