__seg_fs 在 GCC 上。是否可以仅在程序中模拟它？答案

【问题标题】：__seg_fs on GCC. Is it possible to emulate it just in a program?__seg_fs 在 GCC 上。是否可以仅在程序中模拟它？
【发布时间】：2017-05-29 21:51:17
【问题描述】：

我刚刚阅读了有关 GCC 中英特尔平台上对 %fs 和 %gs 段前缀的支持。有人提到“获取基于 %gs 的指针的方式，或控制 %gs 本身的值，超出了 gcc 的范围；"

我正在寻找一种方法，我可以手动设置 %fs 的值（我在 IA32，RH Linux 上）并使用它。当我刚刚设置 %fs=%ds 时，下面的测试工作正常，这是预期的。但是我无法更改测试以获得另一个 %fs 值并且不会出现分段错误。我开始认为改变 %fs 的值并不是唯一要做的事情。所以我正在寻找一个建议，如何让 %fs 寻址的内存部分不等于 DS。

#include <stddef.h>

typedef char __seg_fs fs_ptr;
fs_ptr p[] = {'h','e','l','l','o','\0'};

void fs_puts(fs_ptr *s)
{
    char buf[100];

    buf[0] = s[0];
    buf[1] = s[1];
    buf[2] = s[2];
    buf[3] = '\0';

    puts(buf);
}

void __attribute__((constructor)) set_fs()
{
    __asm__("mov %ds, %bx\n\t"
            "add $0, %bx\n\t"      //<---- if fs=ds  then the program executes as expected. If not $0 here, then segmentation fault happens.        
            "mov %bx, %fs\n\t");
}

int main()
{
    fs_puts(p);

    return 0;
}

【问题讨论】：

标签： gcc segments

【解决方案1】：

我与在 GCC 中实现 __seg_gs/__seg_fs 的 Armin 进行了交谈（感谢 Armin！）。所以基本上我不能将这些关键字用于全局变量。引入 __seg_gs/fs 的目的是有可能动态分配线程本地的内存区域。我们不能将 __thread 用作指针并使用 malloc 为其分配内存。但是 __seg_gs/fs 引入了这种可能性。下面的测试以某种方式说明了这一点。请注意，使用了 arch_prctl()。它仅作为 64 位版本存在。另请注意，%fs 用于 64 位上的 __thread，而 %gs 是免费的。

#include <stddef.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <asm/ldt.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/prctl.h>
#include <asm/prctl.h>
#include <sys/syscall.h> 
#include <unistd.h> 

typedef __seg_gs char gs_str;

void gs_puts(gs_str *ptr)
{
    int i;
    char buf[100];
    for(i = 0; i < 100; i++)
        buf[i] = ptr[i];

    puts(buf);
}

int main()
{
    int i;
    void *buffer = malloc(100 * sizeof(char));

    arch_prctl(ARCH_SET_GS, buffer);

    gs_str *gsobj = (gs_str *)0;
    for (i = 0; i < 100; i++)
        gsobj[i] = 'a';       /* in the %gs space */

    gs_puts(gsobj);

    return 0;
}

【讨论】：