Ftrace 钩取 arm64 内核函数时如何避免死循环？

Linux

2024-05-31 01:52:21

使用 Ftrace 钩取 arm64 内核函数：如何避免死循环？

引言

Ftrace 是 Linux 内核强大的调试工具，允许用户钩取和跟踪内核函数执行。在 arm64 架构中使用 Ftrace 时，可能会遇到死循环问题。本文将分析这个问题并提供解决方案，以帮助读者成功地使用 Ftrace。

问题

在 arm64 Linux 5.7 中钩取 kmem_cache_alloc 等内核函数时，钩取的函数总是陷入死循环。即使使用 ftrace_set_filter_ip 来阻止死循环，也无法奏效。

原因分析

指令差异：

在 arm64 架构中，Ftrace 使用 BRANCH_TO 指令来钩取函数，而 BRANCH_TO 指令的大小为 4 个字节。与 x86-64 中的 MCOUNT 指令不同，MCOUNT 指令的大小为 5 个字节。

地址错误：

在提供的代码中，钩取函数的地址被设置为 hook.address + MCOUNT_INSN_SIZE，即钩取函数的地址加上 5 个字节。但在 arm64 中，钩取函数的地址应该加上 4 个字节，而不是 5 个字节。

解决方案

要解决这个问题，我们需要将钩取函数的地址设置为 hook.address + BRANCH_INSN_SIZE，即钩取函数的地址加上 4 个字节。

代码修改：

struct ftrace_hook hook;
hook.address = kallsyms_lookup_name(hook.name);

// BRANCH_INSN_SIZE 为 4
*((unsigned long*)&original_do_fork) = hook.address + BRANCH_INSN_SIZE;

fh_ftrace_thunk：

static void notrace fh_ftrace_thunk(unsigned long ip, unsigned long parent_ip,
                                    struct ftrace_ops *ops, struct pt_regs *regs) {
    if (!within_module(parent_ip, THIS_MODULE)) regs->pc = (unsigned long)hook->function;
}