1 /**
2 * @file kallsyms.c
3 * @author longjin (longjin@RinGoTek.cn)
4 * @brief 内核栈跟踪
5 * @version 0.1
6 * @date 2022-06-22
7 *
8 * @copyright Copyright (c) 2022
9 *
10 */
11 #include <stdint.h>
12 #include <stdio.h>
13 #include <stdlib.h>
14 #include <string.h>
15
16 /**
17 * @brief 判断符号是否需要被输出（只输出text段内的符号）
18 *
19 */
20 #define symbol_to_write(vaddr, tv, etv) \
21 ((vaddr < tv || vaddr > etv) ? 0 : 1)
22
23 /**
24 * @brief 使用nm命令提取出来的信息存到这个结构体之中
25 *
26 */
27 struct kernel_symbol_entry_t
28 {
29 uint64_t vaddr;
30 char type;
31 char *symbol;
32 int symbol_length;
33 };
34
35 struct kernel_symbol_entry_t *symbol_table;
36 // 符号表最大能容纳的entry数量
37 uint64_t table_size = 0;
38 // 符号表当前的entry数量
39 uint64_t entry_count = 0;
40 // 符号表中，text和etext的下标
41 uint64_t text_vaddr, etext_vaddr;
42
43 /**
44 * @brief 读取一个符号到entry之中
45 *
46 * @param filp stdin的文件指针
47 * @param entry 待填写的entry
48 * @return int 返回码
49 */
read_symbol(FILE * filp,struct kernel_symbol_entry_t * entry)50 int read_symbol(FILE *filp, struct kernel_symbol_entry_t *entry)
51 {
52 // 本函数假设nm命令输出的结果中，每行最大512字节
53 char str[512] = {0};
54 int retval = fscanf(filp, "%llx %c %510s\n", &entry->vaddr, &entry->type, str);
55
56 // 如果当前行不符合要求
57 if (retval != 3)
58 {
59 if (retval != EOF)
60 {
61 // 如果不是输入流的结尾，说明该行不符合要求，将其过滤
62 fgets(str, 512, filp);
63 }
64
65 return -1;
66 }
67 // malloc一块内存，然后把str的内容拷贝进去，接着修改symbol指针
68 entry->symbol = strdup(str);
69 entry->symbol_length = strlen(str) + 1; // +1的原因是.asciz指令会在字符串末尾自动添加结束符\0
70 return 0;
71 }
72
73 /**
74 * @brief 接收标准输入流的数据，解析nm命令输出的内容
75 *
76 * @param filp
77 */
read_map(FILE * filp)78 void read_map(FILE *filp)
79 {
80 // 循环读入数据直到输入流结束
81 while (!feof(filp))
82 {
83 // 给符号表扩容
84 if (entry_count >= table_size)
85 {
86 table_size += 100;
87 // 由于使用了realloc，因此符号表原有的内容会被自动的copy过去
88 symbol_table = (struct kernel_symbol_entry_t *)realloc(symbol_table, sizeof(struct kernel_symbol_entry_t) * table_size);
89 }
90
91 // 若成功读取符号表的内容，则将计数器+1
92 if (read_symbol(filp, &symbol_table[entry_count]) == 0)
93 ++entry_count;
94 }
95
96 // 查找符号表中的text和etext标签
97 for (uint64_t i = 0; i < entry_count; ++i)
98 {
99 if (strcmp(symbol_table[i].symbol, "_text")==0)
100 text_vaddr = symbol_table[i].vaddr;
101 if (strcmp(symbol_table[i].symbol, "_etext")==0)
102 etext_vaddr = symbol_table[i].vaddr;
103 }
104 }
105
106 /**
107 * @brief 输出最终的kallsyms汇编代码文件
108 * 直接输出到stdout，通过命令行的 > 命令，写入文件
109 */
generate_result()110 void generate_result()
111 {
112 printf(".section .rodata\n\n");
113 printf(".global kallsyms_address\n");
114 printf(".align 8\n\n");
115
116 printf("kallsyms_address:\n"); // 地址数组
117
118 uint64_t last_vaddr = 0;
119 uint64_t total_syms_to_write = 0; // 真正输出的符号的数量
120
121 // 循环写入地址数组
122 for (uint64_t i = 0; i < entry_count; ++i)
123 {
124 // 判断是否为text段的符号
125 if (!symbol_to_write(symbol_table[i].vaddr, text_vaddr, etext_vaddr))
126 continue;
127
128 if (symbol_table[i].vaddr == last_vaddr)
129 continue;
130
131 // 输出符号地址
132 printf("\t.quad\t%#llx\n", symbol_table[i].vaddr);
133 ++total_syms_to_write;
134
135 last_vaddr = symbol_table[i].vaddr;
136 }
137
138 putchar('\n');
139
140 // 写入符号表的表项数量
141 printf(".global kallsyms_num\n");
142 printf(".align 8\n");
143 printf("kallsyms_num:\n");
144 printf("\t.quad\t%lld\n", total_syms_to_write);
145
146 putchar('\n');
147
148 // 循环写入符号名称的下标索引
149 printf(".global kallsyms_names_index\n");
150 printf(".align 8\n");
151 printf("kallsyms_names_index:\n");
152 uint64_t position = 0;
153 last_vaddr = 0;
154 for (uint64_t i = 0; i < entry_count; ++i)
155 {
156 // 判断是否为text段的符号
157 if (!symbol_to_write(symbol_table[i].vaddr, text_vaddr, etext_vaddr))
158 continue;
159
160 if (symbol_table[i].vaddr == last_vaddr)
161 continue;
162
163 // 输出符号名称的偏移量
164 printf("\t.quad\t%lld\n", position);
165 position += symbol_table[i].symbol_length;
166 last_vaddr = symbol_table[i].vaddr;
167 }
168
169 putchar('\n');
170
171 // 输出符号名
172 printf(".global kallsyms_names\n");
173 printf(".align 8\n");
174 printf("kallsyms_names:\n");
175
176 last_vaddr = 0;
177 for (uint64_t i = 0; i < entry_count; ++i)
178 {
179 // 判断是否为text段的符号
180 if (!symbol_to_write(symbol_table[i].vaddr, text_vaddr, etext_vaddr))
181 continue;
182
183 if (symbol_table[i].vaddr == last_vaddr)
184 continue;
185
186 // 输出符号名称
187 printf("\t.asciz\t\"%s\"\n", symbol_table[i].symbol);
188
189 last_vaddr = symbol_table[i].vaddr;
190 }
191
192 putchar('\n');
193
194 }
main(int argc,char ** argv)195 int main(int argc, char **argv)
196 {
197 read_map(stdin);
198
199 generate_result();
200 }