【问题标题】：Qemu plugin functions - how to access guest memory and registersQemu 插件功能 - 如何访问客户内存和寄存器
【发布时间】：2020-07-04 09:37:25
【问题描述】：

背景

Qemu version 4.2.0，于 19 年 12 月发布，包括一个名为 TCG Plugins 的新功能。他们在tests/plugins 目录中有一些示例，API 或多或少定义在qemu-plugin.h 中。

该文件定义了两个枚举类型qemu_plugin_cb_flags 和qemu_plugin_mem_rw，它们被传递到注册回调的函数中。这些枚举似乎表明回调是读取还是写入 CPU 寄存器或内存。但是，所有示例插件都使用QEMU_PLUGIN_CB_NO_REGS，并且只有 2 个插件使用内存访问枚举。 hotpages.c 和 mem.c 使用 QEMU_PLUGIN_MEM_RW 作为默认注册内存回调 (qemu_plugin_register_vcpu_mem_cb)。 mem.c 在插件加载时有一个参数来选择它是读还是写，但是，它似乎在回调函数中没有任何区别。

问题

我的问题是，如何从插件回调函数访问客户内存和寄存器？ API 似乎表明这是可能的，因为回调注册要求您说明您是否会访问它们，以及它是 RW 还是只是读取。

是否有使用这部分 API 的示例？我意识到这是 Qemu 功能的一个非常新的部分。

代码

当您在指令上注册回调时，例如在insn.c 中，您可以获得指令的虚拟地址。

uint64_t insn_vaddr = qemu_plugin_insn_vaddr(insn);

我正在运行一个裸机 ARM 程序，这个虚拟地址似乎与 ELF 文件中指令的地址相关。

在内存回调函数内部，你可以调用qemu_plugin_get_hwaddr来获取内存访问的硬件地址，但我不确定那个结构到底代表什么。

注册

在我的例子中，CPU 是一个 ARM。我先展示代码再解释。

void *qemu_get_cpu(int index);

static uint32_t get_cpu_register(unsigned int cpu_index, unsigned int reg) {
    uint8_t* cpu = qemu_get_cpu(cpu_index);
    return *(uint32_t*)(cpu + 33488 + 5424 + reg * 4);
}

我首先声明qemu_get_cpu 函数，因为我们不能包含它的标头。该函数返回一个CPUState*。由于我的 CPU 是 ARM，所以我知道指针实际上是 ARMCPU*。由于继承是在 qemu 中实现的，因此从 CPUState* 到 ARMCPU* 的强制转换是无操作的，因此无需执行任何操作。

然后，查看target/arm/cpu.h，我们可以看到该结构：

struct ARMCPU {
    /*< private >*/
    CPUState parent_obj;
    /*< public >*/

    CPUNegativeOffsetState neg;
    CPUARMState env;
    // ...

我使用this compiler trick 来获取 CPUState 和 CPUNegativeOffsetState 的大小，在我的例子中分别是 33488 和 5424。这为我们提供了CPUARMState 的偏移量，其开头如下：

typedef struct CPUARMState {
    /* Regs for current mode.  */
    uint32_t regs[16];
    // ...

所以寄存器只是开始，这就是我使用reg * 4的原因。

现在我们可以读取我们的寄存器，下一步是......

从内存中读取

这个比较简单，我是从qemu本身的gdbstub.c得到的：

void cpu_physical_memory_rw(uint64_t addr, uint8_t *buf,
                            uint64_t len, int is_write);

// and in my function:
    char name[9] = {0};
    cpu_physical_memory_rw(name_addr, name, 8, 0);

我们只是声明我们需要的方法并调用它。似乎该方法永远不会失败，从未映射的内存中读取什么都不做。

【讨论】：

我很高兴你找到了一种让它工作的方法。我得出的结论是，至少使用 QEMU 插件界面提供的工具是不可能的。对于我的应用程序，除了修改缓存状态的指令外，我已经能够在没有这个的情况下度过难关。这将非常有帮助，所以谢谢。

【解决方案2】：

我刚刚发现，在用户模式下，您只需取消引用 vaddr 即可从内存中获取值。

char *val = (char*) vaddr;

另外，我在cpu.c找到了下面这个方法，在gdbstub不可用的时候也可以使用。

int cpu_memory_rw_debug(void *cpu, uint64_t addr,
                        void *ptr, uint64_t len, bool is_write);

尽管如此，这是一种解决方法，我希望 TCG 插件有更多功能。

【讨论】：