Modification du tableau des descripteurs d'interruption

Question

J'utilise la version du noyau Linux 2.6.26 et je suis en train de changer la table de descripteurs d'interruption à l'aide d'un module du noyau. J'essaie seulement de changer l'entrée de la table des défauts page ici. Je fais donc une copie de l'IDT original et apporter des modifications à l'entrée de la table des défauts de page uniquement. L'objectif de l'ISR est d'imprimer les informations du défaut de la page avant d'appeler le gestionnaire de défaut de la page originale. Mais le noyau tombe en panne juste une fois que je charge avec insmod i.e. est écrasé spécifiquement avec la fonction « loadIDTR ». Avec plus de débogage, j'ai découvert qu'en ne changeant pas une entrée si je charge IDTR cela fonctionne très bien. Je suis d'idées.

J'ai collé le code ci-dessous

#include <linux/module.h>   // for init_module() 
#include <linux/init.h>
#include <linux/mm.h>       // for get_free_page()
#include <linux/sched.h>
#include <linux/spinlock.h>

#define SUCCESS 0
#define PGFAULT_INT 0x0E

static char modname[] = "pgfaults";
static unsigned short oldidtr[3], newidtr[3];
static unsigned long long *oldidt, *newidt;
static unsigned long isr_orig, kpage;
static char *why[]={ "sra", "srp", "swa", "swp", "ura", "urp", "uwa", "uwp" };

unsigned long long gate_desc_orig,gate_desc_orig1;

static void my_intrept( unsigned long *tos )
{
    // stack-layout:
    // es,ds,edi,esi,ebp,esp,ebx,edx,ecx,eax,err,eip,cs,efl
    //  0  1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11 12  13  
    volatile unsigned long  vaddr;
    struct task_struct *task = current;
    unsigned long   err = tos[ 10 ];    
    unsigned long   eip = tos[ 11 ];
    static int  count = 0;
    int     exe, len = 0;
    char        msg[80]="";

    // get the faulting virtual address from register CR2
    asm(" mov %%cr2, %%eax ; movl %%eax, %0 " : "=m" (vaddr) ); 

    // construct the diagnostic message
    len += sprintf( msg+len, "#%-6d ", ++count );
    len += sprintf( msg+len, "%16s  ", task->comm );
    len += sprintf( msg+len, "pid=%-5d  ", task->pid );
    len += sprintf( msg+len, "CR2=%08X  ", (unsigned int) vaddr );
    len += sprintf( msg+len, "EIP=%08X  ", (unsigned int) eip );
    len += sprintf( msg+len, "%s ", why[ err ] );
    // note if an instruction-fetch caused the page-fault
    if ( vaddr == eip ) exe = 'x'; else exe = ' ';
    len += sprintf( msg+len, "%c ", exe );
    // print this diagnostic message to the kernel log
    printk( "<1>  %s \n", msg );
}




//----------  NEW PAGE-FAULT EXCEPTION-HANDLER  ---------//
asmlinkage void isr0x0E( void );
asm("   .text                       ");
asm("   .type   isr0x0E, @function          ");
asm("isr0x0E:                       ");
asm("   pushal                      ");
asm("   pushl   %ds                 "); 
asm("   pushl   %es                 ");
//
asm("   movl    %ss, %eax               "); 
asm("   movl    %eax, %ds               ");
asm("   movl    %eax, %es               ");
//
asm("   pushl   %esp                    "); 
asm("   call    my_intrept              ");
asm("   addl    $4, %esp                ");
//
asm("   popl    %es                 "); 
asm("   popl    %ds                 ");
asm("   popal                       ");
asm("   jmp *isr_orig               ");
//-------------------------------------------------------//



static void load_IDTR( void *regimage )
{
    asm(" lidt %0 " : : "m" (*(unsigned short*)regimage) );
}



int pgfault_init( void )
{
    int         i;
    unsigned long long gate_desc,gate_desc1,gate_desc2;

    spinlock_t lock =SPIN_LOCK_UNLOCKED;
    unsigned long flags;
    unsigned short selector1;

    // allocate a mapped kernel page for our new IDT
    kpage =__get_free_page( GFP_KERNEL);
    if ( !kpage ) return -ENOMEM;


    // initialize our other global variables

    asm(" sidt oldidtr ; sidt newidtr ");

    memcpy( newidtr+1, &kpage, sizeof( kpage ) );
    oldidt = (unsigned long long *)(*(unsigned long*)(oldidtr+1));
    newidt = (unsigned long long *)(*(unsigned long*)(newidtr+1));

    // extract and save entry-point to original page-pault handler
    gate_desc_orig = oldidt[ PGFAULT_INT ];
    gate_desc =gate_desc_orig & 0xFFFF00000000FFFF;

    gate_desc |= ( gate_desc >> 32 );
    isr_orig = (unsigned long)gate_desc;
    // initialize our new Interrupt Descriptor Table
    memcpy( newidt, oldidt, 256*sizeof( unsigned long long ) );

    gate_desc_orig1 = (unsigned long)isr0x0E;
    gate_desc = gate_desc_orig1 & 0x00000000FFFFFFFF;

    gate_desc = gate_desc | ( gate_desc << 32 );
    gate_desc1= 0xFFFF0000;
    gate_desc1= gate_desc1 << 32;
    gate_desc1= gate_desc1 | 0x0000FFFF;
    gate_desc = gate_desc & gate_desc1;
    gate_desc2= 0x0000EF00;
    gate_desc2= gate_desc2 <<32;
    gate_desc2= gate_desc2 | 0x00100000;
    gate_desc = gate_desc | gate_desc2; // trap-gate
    //Part which is most likely creating a fault when loading the idtr
    newidt[ PGFAULT_INT ] = gate_desc;
    //**********************************************
    // activate the new IDT

    spin_lock_irqsave(&lock,flags);
    load_IDTR( newidtr );
    spin_unlock_irqrestore(&lock,flags);

//  smp_call_function( load_IDTR, oldidtr, 1, 1 );
    return  SUCCESS;
}



void pgfault_exit( void )
{

    // reactivate the old IDT
    unsigned long flags;
    spinlock_t lock =SPIN_LOCK_UNLOCKED;
    spin_lock_irqsave(&lock,flags);
    load_IDTR( oldidtr );
    spin_unlock_irqrestore(&lock,flags);
//  smp_call_function( load_IDTR, oldidtr, 1, 1 );

    // release allocated kernel page 
    if ( kpage ) free_page( kpage );
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(my_intrept);
MODULE_LICENSE("GPL"); 
module_init( pgfault_init);
module_exit( pgfault_exit);

Answer 1

Votre sélecteur de segment dans votre descripteur de porte de piège semble être codé en dur pour 0x0010, quand il doit être __KERNEL_CS (qui est 0x0060 dans les sources du noyau 2.6.26 j'ai).

Par ailleurs, cela est assez baroque:

gate_desc_orig1 = (unsigned long)isr0x0E;
gate_desc = gate_desc_orig1 & 0x00000000FFFFFFFF;

gate_desc = gate_desc | ( gate_desc << 32 );
gate_desc1= 0xFFFF0000;
gate_desc1= gate_desc1 << 32;
gate_desc1= gate_desc1 | 0x0000FFFF;
gate_desc = gate_desc & gate_desc1;
gate_desc2= 0x0000EF00;
gate_desc2= gate_desc2 <<32;
gate_desc2= gate_desc2 | 0x00100000;
gate_desc = gate_desc | gate_desc2; // trap-gate

Vous pouvez simplifier ce jusqu'à (avec le correctif de __KERNEL_CS):

gate_desc = (unsigned long long)isr0x0E * 0x100000001ULL;
gate_desc &= 0xFFFF00000000FFFFULL;
gate_desc |= 0x0000EF0000000000ULL; // trap-gate
gate_desc |= (unsigned long long)__KERNEL_CS << 16;

Answer 2

Pourquoi ne pas utiliser la fonction du noyau au lieu de jongler avec des morceaux manuellement! vérifier (il est le module d'initialisation func):

struct desc_ptr newidtr;
gate_desc *oldidt, *newidt;

store_idt(&__IDT_register);
oldidt = (gate_desc *)__IDT_register.address;

__IDT_page =__get_free_page(GFP_KERNEL);
if(!__IDT_page)
    return -1;

newidtr.address = __IDT_page;
newidtr.size = __IDT_register.size;
newidt = (gate_desc *)newidtr.address;

memcpy(newidt, oldidt, __IDT_register.size);

pack_gate(&newidt[PGFAULT_NR], GATE_INTERRUPT, (unsigned long)isr0x0E, 0, 0, __KERNEL_CS);

__load_idt((void *)&newidtr);
smp_call_function(__load_idt, &newidtr, 0, 1);

return 0;

Je l'ai testé ça marche!

Answer 3

Pour référence, voici une implémentation fonctionnelle d'un gestionnaire de défaut de page personnalisée pour l'architecture x86_64 Linux. Je viens moi-même le module testé avec le noyau 3.2, il fonctionne parfaitement.

https://github.com/RichardUSTC/intercept-page-fault-handler