c - 为什么除了eax还要提供orig_eax？

Question

为什么 orig_eax 成员包含在 sys/user.h 的 struct user_regs_struct 中？

Answer 1

因为它在 struct pt_regs 中，它是.... http://tomoyo.sourceforge.jp/cgi-bin/lxr/source/arch/x86/include/asm/user_32.h#L77

 73  * is still the layout used by user mode (the new
 74  * pt_regs doesn't have all registers as the kernel
 75  * doesn't use the extra segment registers)

因此，许多用户空间实用程序都希望这里有一个 orig_eax 字段，所以它也包含在 user_regs_struct 中(与旧的调试器和 兼容)追踪rs)

下一个问题是“为什么 orig_eax 成员包含在 struct pt_regs 中？”。

它是在 linux 0.95 中添加的 http://lxr.linux.no/#linux-old+v0.95/include/sys/ptrace.h#L44 .我建议这是在其他带有 pt_regs 结构的 unix 之后完成的。评论在 0.95 说

  29 * this struct defines the way the registers are stored on the 
  30 * stack during a system call.

因此，orig_eax 的位置由系统调用接口(interface)定义。这是http://lxr.linux.no/#linux-old+v0.95/kernel/sys_call.s

  17 * Stack layout in 'ret_from_system_call':
  18 *      ptrace needs to have all regs on the stack.
  19 *      if the order here is changed, it needs to be 
  20 *      updated in fork.c:copy_process, signal.c:do_signal,
  21 *      ptrace.c ptrace.h
  22 *
  23 *       0(%esp) - %ebx
 ...
  29 *      18(%esp) - %eax
 ...
  34 *      2C(%esp) - orig_eax

为什么我们需要保存旧的 eax 两次？因为 eax 将用于 syscall 的返回值(同一个文件，下面一点):

  96_system_call:
  97        cld
  98        pushl %eax              # save orig_eax
  99        push %gs
...
 102        push %ds
 103        pushl %eax              # save eax.  The return value will be put here.
 104        pushl %ebp
...
 117        call _sys_call_table(,%eax,4)

Ptrace 需要能够读取系统调用之前的所有寄存器状态和系统调用的返回值；但返回值写入%eax。那么在系统调用之前使用的原始 eax 将丢失。为了保存它，有一个 orig_eax 字段。

更新:感谢 R.. 和出色的 LXR，我在 linux 0.95 中对 orig_eax 进行了全面搜索。

不仅在ptrace中使用，在do_signal中也有使用重新启动系统调用时(如果有系统调用，以 ERESTARTSYS 结束)

 158                        *(&eax) = orig_eax;

更新 2:林纳斯 said有趣的是:

It's important that ORIG_EAX be set to some value that is not a valid system call number, so that the system call restart logic (see the signal handling code) doesn't trigger.

更新 3:ptracer 应用程序(调试器)可以更改 orig_eax 以更改要调用的系统调用号:http://lkml.org/lkml/1999/10/30/82 (在某些版本的内核中，是 EIO 将 ptrace 中的 ORIG_EAX 更改)