Вопрос или проблема
Я использую базовую сборку Linux 6 с busybox.
Все, что я хотел сделать, это просто пройтись по таблице PGD, затем по таблице PMD и затем по таблице PTE для текущего процесса.
Я установил точку останова в “context_switch” и попытался вывести “prev.mm.pgd”. Я получаю адрес, но его значения все равны 0.
Не может ли это быть связано с тем, что то, на что ссылается context_switch в своих аргументах prev и next, просто не существует или еще не завершило создание какой-либо таблицы страниц?
Почему это может быть? И есть ли более простой способ прочитать записи PTE для данного процесса, пока я отлаживаю его с gdb и эмулятором qemu?
У меня нет большого доступа к пользовательскому пространству, так как это всего лишь базовая файловая система с busybox. Если рекомендуется расширить функциональность пользовательского пространства, чтобы я мог использовать пользовательские скрипты, я пересмотрю свою текущую настройку.
Я просто не думал, что будет так сложно найти массив записей pte во время отладки с gdb и qemu.
Когда создаются записи таблиц страниц? Если я запущу программу вроде “cat test.txt”, приводит ли этот процесс к созданию записей PTE?
ИЗМЕНЕНИЕ: Я только что заметил, что если я выведу переменную pgd, как x/100 адрес pgd, то я получаю несколько адресов, указанных и вложенных среди всех нулей. К сожалению, когда я пытаюсьExaminer те память, я получаю ошибку в gdb, говорящую, что память недоступна.
Ответ или решение
Как пройтись по переменной PGD из mm_struct в Linux
Вы находитесь в процессе анализа структуры памяти для текущего процесса в barebones-установке Linux 6 с использованием busybox. Ваша задача заключается в том, чтобы пройтись по таблицам страниц (PGD, PMD и PTE) и понять, почему вы получаете нулевые значения при обращении к prev.mm.pgd.
Зачем нам нужно PGD?
PGD (Page Global Directory) является верхним уровнем таблиц страниц в архитектуре x86-64. Структура mm_struct содержит указатель на PGD, который используется для управления виртуальной памятью процесса. Когда вы находитесь на уровне context_switch, это может указывать на то, что контекст переключается между процессами, и не всегда у всех процессов будет инициализирована память.
Возможные причины нулевых значений
-
Неинициализированный процесс: Если вы работаете с процессом, который еще не выделил страницу памяти или был только что создан, его таблицы страниц могут не быть корректно инициализированы. Это объясняет, почему вы видите много нулевых значений.
-
Ошибки в контексте: Если вы находитесь в
context_switchиprev.mm.pgdвозвращает адрес, но значения в нем не соответствуют ожидаемым, возможно, что процесс не завершил свою инициализацию или контекст переключается неправильно. -
Недоступная память: Вы также заметили, что при попытке обратиться к памяти через GDB вы получаете сообщение о недоступной памяти. Это может свидетельствовать о том, что памяти, на которую указывает PGD, нет или доступ к ней ограничен.
Создание записей таблиц страниц
Записи PTE (Page Table Entry) создаются при первом доступе к странице памяти процесса. Если вы запускаете cat test.txt, то при доступе к данным файла произойдет инициализация и заполнение PTE для соответствующих страниц.
Как пройтись по таблицам страниц
Если вы все же решите انجامить анализ таблиц страниц, вот шаги, которые помогут вам:
-
Получение значения PGD: Используя GDB, вы можете напечатать
prev.mm.pgd, как вы уже сделали. Это даст вам адрес PGD. -
Печать значений PGD: Используйте команду
x/100 <адрес PGD>для просмотра значений PGD. Вы должны увидеть несколько адресов. -
Проход по PMD: Для каждого из адресов PGD, вы можете развернуть их, чтобы получить PMD адреса, используя соответствующую формулу. Это будет зависеть от вашей архитектуры, но в большинстве случаев это простая арифметическая операция.
-
Печать PTE: Для каждого PMD вы можете продолжить процесс до получения PTE. Если вы сталкиваетесь с проблемами доступа к памяти, это может указывать на отсутствие инициализированных страниц.
Альтернативные способы доступа к PTE
Если с текущим окружением возникают сложности, рассмотрите возможность расширения функциональности пользовательского пространства. Это позволит вам запускать более сложные сценарии на базе shell scripts или написать пользовательские модули, которые будут взаимодействовать с вашей памятью.
Заключение
Проблема адекватного доступа к PGD, PMD и PTE может быть источник удивления для разработчиков, работающих с barebones установками. Адекватная инициализация памяти и правильное переключение контекста критически важны для успешного анализа. Убедитесь, что процессы корректно инициализированы и имеют доступ к памяти, прежде чем проводить дальнейший анализ таблицы страниц.