为什么x86-64 Linux系统调用会修改RCX，值是什么意思？

Question

我正在尝试使用sys_brksyscall 在Linux中分配一些内存。这是我尝试过的：

BYTES_TO_ALLOCATE equ 0x08

section .text
    global _start

_start:
    mov rax, 12
    mov rdi, BYTES_TO_ALLOCATE
    syscall

    mov rax, 60
    syscall

事情是按照linux调用约定，我希望返回值在rax寄存器中（指向已分配内存的指针）。我在gdb中运行了此文件，并在进行了sys_brksyscall
后注意到以下寄存器内容

在系统调用之前

rax            0xc      12
rbx            0x0      0
rcx            0x0      0
rdx            0x0      0
rsi            0x0      0
rdi            0x8      8

系统调用后

rax            0x401000 4198400
rbx            0x0      0
rcx            0x40008c 4194444 ; <---- What does this value mean?
rdx            0x0      0
rsi            0x0      0
rdi            0x8      8

rcx在这种情况下，我不太了解寄存器中的值。哪个指针可以用作我分配给它的8个字节的开头的指针sys_brk？

Answer 1

系统调用返回值rax始终位于中。请参阅i386和x86-64上的UNIX＆Linux系统调用的调用约定是什么]。

注意，sys_brk其接口与brk/sbrkPOSIX函数略有不同；请参见Linuxbrk(2)手册页的C库/内核差异部分。具体来说， Linuxsys_brk 设置
程序中断
；arg和返回值都是指针。请参阅Assemblyx86brk（）调用use。该答案需要投票，因为这是该问题上唯一的好答案。

您问题的另一个有趣的部分是：

在这种情况下，我不太了解rcx寄存器中的值

您正在了解syscall/
sysret指令的设计原理，以允许内核恢复用户空间执行，但仍然很快。

syscall不进行任何加载或存储，仅修改寄存器。与其使用特殊的寄存器来保存返回地址，不如使用常规的整数寄存器。

这不是一个巧合，RCX=RIP和R11=RFLAGS内核返回到用户空间的代码之后。唯一的解决办法是，如果系统调用在内核内部修改了该进程的保存或值，则该调用
不起作用
。（是gdb使用的系统调用）。在那种情况下，Linux将使用而不是返回用户空间，因为较慢的一般情况可以做到这一点。（请参阅如果以64位代码使用32位int0x80LinuxABI会发生什么情况？了解Linux系统调用入口点的一些演练。大多数入口点来自32位进程，而不是来自64位进程。一点点的过程。）ptrace``rcx``r11``ptrace``iret``sysret``iret)syscall

与其将返回地址压入内核堆栈（就像这样int 0x80做）， syscall 不如：

• 设置RCX = RIP，R11 = RFLAGS（因此内核在执行之前甚至无法看到这些reg的原始值syscall）。
• 掩模RFLAGS从一个配置寄存器中（预先配置的掩模IA32_FMASKMSR）。这使内核可以禁用中断（IF），直到完成swapgs并设置rsp为指向内核堆栈为止。即使cli作为入口点的第一条指令，也存在一个漏洞窗口。即使cld掩盖了DFso rep movs/ up，您也可以免费获得，stos即使使用了user space std。

有趣的事实：AMD的第一个提议syscall/swapgs设计并未掩盖RFLAGS，但在内核开发人员在amd64邮件列表上]（大约在2000年，比第一个芯片问世几年之前）反馈后，他们对其进行了更改。

• 跳转到配置的syscall入口点（设置CS：RIP = IA32_LSTAR）。CS我认为，旧值并没有保存在任何地方。

• 它没有做任何其他事情，内核必须使用它swapgs来访问保存了内核堆栈指针的信息块，因为它rsp仍然具有来自用户空间的值。

因此，的设计syscall需要系统调用ABI来注册，这就是为什么值就是它们的原因。