Linux x86 64内核终止D状态的进程

在上一篇文章《Linux x86内核终止D状态的进程》中，我展示了32位x86系统中如何编码杀死D进程。本文我将展示一种64位x86系统上的方法。
        说实话，64位系统上做这样的事是比较难的，因为你无法通过修改p->thread.ip来到达将进程拽出死循环的目的。要想知道64位系统上到底该怎么把进程执行绪引出，我们得先看看”标准“的做法是什么。

        标准的做法就是fork时的行为，一个新进程刚刚被创建，它第一次进入运行状态之前，并不是通过switch_to切出的，为了让它”看起来像“是被切出而后被切入，就需要ret_from_fork来制造现场。问题是既然无法修改p->thread.ip，那又如何把执行绪引导到ret_from_fork里。

        答案在于，64位(这里特指x86_64)系统是在switch_to中直接通过标志位判断跳转的，其过程如下：

1.在copy_thread中设置TIF_FORK标志

2.在switch_to中判断TIF_FORK标志是否存在，若存在则直接跳转到ret_from_fork

因此ret_from_fork在64位系统中是硬编码到switch_to中的，不像32位系统中那样是可以随意修改的。

        到这里，想通过修改堆栈上保存的PC寄存器来达到跳出循环的这条心也该死了。一个进程被切入，要么循着被切出之前的路径走，要么进入ret_from_fork，只有这两条路。如果循着之前的路，那还是在死循环里面，那么只能给D进程设置TIF_FORK标记，引导它进入ret_from_fork！
        然而我们并不是真的希望它return from fork，而是因为这是不得已的办法，它只能到ret_from_fork里面。接下来怎么办？
        接下来的技术涉及到inline hook，我们希望hook掉ret_from_fork这个entry！具体如何inline hook，本文不讲，不然本文又要很长很长了。本文仅仅给出ret_from_fork被hook后的样子：

ENTRY(ret_from_fork)
        DEFAULT_FRAME

        LOCK ; btr $TIF_FORK,TI_flags(%r8)

        push kernel_eflags(%rip)
        CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
        popf                                    # reset kernel eflags
        CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -8

        call schedule_tail                      # rdi: ‘prev‘ task parameter

        GET_THREAD_INFO(%rcx)
        
        testl $_TIF_D, TI_flags(%rcx)        # 这里判断是不是有新增的TIF_D标识，如果有，就直接do_exit
        jnz do_exit

        RESTORE_REST


        testl $3, CS-ARGOFFSET(%rsp)            # from kernel_thread?
        je   int_ret_from_sys_call

        testl $_TIF_IA32, TI_flags(%rcx)        # 32-bit compat task needs IRET
        jnz  int_ret_from_sys_call

        RESTORE_TOP_OF_STACK %rdi, -ARGOFFSET
        jmp ret_from_sys_call                   # go to the SYSRET fastpath

        CFI_ENDPROC
END(ret_from_fork)

然后，模块里非常简单的设置TIF_FORK和TIF_D即可：

if (pid > 0) {
    for_each_process(p) {
        if (task_pid_vnr(p) == pid) {
            set_task_state(p, TASK_INTERRUPTIBLE);
            // 设置TIF_FORK，目的是执行流导入ret_from_fork
            set_tsk_thread_flag(p, TIF_FORK);
            // 设置TIF_D，目的是将执行流在hook后的ret_from_fork里进行区分
            set_tsk_thread_flag(p, TIF_D);
            wake_up_process(p);
            break;
        }
    }
}

和32位系统的实验方法一样，D进程将被拉出死循环，然后死掉！

        注意，用kprobe/jprobe技术进行hook事实上就是一种inline hook的应用，然而我们不方便用它来hook ret_from_fork，因为你既不能在ret_from_fork之前执行hook，也不能之后执行hook，而必须在其中间，即调用完schedule_tail之后去执行do_exit，因此，正确的做法是hook别的函数而不是hook ret_from_fork这个函数。仔细观察ret_from_fork的汇编码，就会发现在int_ret_from_sys_call，ret_from_sys_call的pre handler中进行TIF_D的判断并且执行do_exit应该是正确的做法！

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