Linux内核二进制布局详解
Linux内核二进制布局
Linux内核的二进制布局涉及编译后的内核镜像在内存中的结构和段分布，主要分为以下几个关键部分：
1. 内核二进制文件组成
vmlinux：未经压缩的原始ELF格式内核文件，包含完整的符号信息，通常用于调试。
bzImage：压缩后的可引导内核镜像（常见于x86架构），由引导加载程序（如GRUB）加载到内存。其结构包括：
引导程序（Bootsector）：负责实模式初始化。
setup部分：完成硬件检测和进入保护模式的准备工作。
压缩内核：包含压缩的vmlinux镜像和解压代码（如gunzip）。
2. 内存中的物理布局（以x86为例）
实模式阶段：
引导扇区：加载到物理地址 0x7C00。
setup部分：通常加载到 0x90000，负责切换到保护模式。
保护模式阶段：
内核解压后的基地址：物理地址 0x100000（1MB），这是内核代码段（.text）的起始位置。
内核镜像布局：
**.text**：代码段，包含内核核心逻辑。
**.rodata**：只读数据（如字符串常量）。
**.data**：已初始化的全局变量。
**.bss**：未 ...
Linux内核打印页属性方法
Linux内核打印页属性的接口
在Linux内核中，打印内存页（struct page）属性的常用接口是 dump_page() 函数。该函数能够输出页的详细信息，包括页帧号（PFN）、标志位、映射信息、引用计数等，非常适合调试和分析。
1. dump_page() 接口
功能：打印 struct page 的详细信息到内核日志（通过 dmesg 查看）。
函数原型：1void dump_page(struct page *page, const char *msg);
参数：
page：目标页的 struct page 指针。
msg：自定义信息，用于标识输出内容。
用法示例：12struct page *page = virt_to_page(vaddr); // 通过虚拟地址获取页dump_page(page, "Debugging page info");
2. 手动访问页属性 若需要自定义输出，可直接访问 struct page 的字段或使用内核提供的辅助宏：
常用字段/宏：
1234printk("Page flags: ...
Linux获取页属性方法总结
Linux中获取页属性
在Linux中，获取内存页属性（如可读、可写、可执行等）通常涉及查看进程的虚拟内存映射或物理页表信息。以下是几种常见方法：
1. 通过 /proc 文件系统获取虚拟内存映射
路径：/proc/[PID]/maps该文件记录了进程的虚拟内存区域（VMAs）及其属性（读/写/执行、共享/私有等）。示例：
1cat /proc/$$/maps # 查看当前Shell进程的内存映射
输出格式：address perms offset dev inode pathname例如：55a23d4d6000-55a23d4d7000 r--p 00000000 08:01 123456 /usr/bin/bash其中 perms 列表示权限（r=读, w=写, x=执行, s=共享, p=私有）。
更详细的信息：/proc/[PID]/smaps包含每个内存区域的详细统计（如物理页大小、脏页数量等）。
2. 使用命令行工具
pmap 命令显示进程的内存映射及 ...
反汇编查看代码段方法总结
反汇编查看代码在哪段
要查看代码位于哪个段（如 .text、.data 等），可以通过反汇编工具分析二进制文件（如可执行文件、库文件等）。以下是常见方法：
1. 使用 objdump（Linux/Unix）
反汇编二进制文件并显示段信息：
123objdump -d <二进制文件名> # 反汇编所有可执行段（默认显示 `.text` 段）objdump -D <二进制文件名> # 反汇编所有段（包括代码和数据）objdump -h <二进制文件名> # 显示段头信息（段名称、起始地址、大小等）
示例：
1objdump -d program | grep "\.text" -A 10 # 查看 `.text` 段的反汇编代码
2. 使用 readelf（Linux/Unix）
查看二进制文件的段（Segments）和节（Sections）信息：
12readelf -S <二进制文件名> # 显示所有节（Sections）信息readelf -l & ...
汇编代码段定义与属性设置
汇编中将代码放在指定段
在汇编语言中，将代码放置在指定段的具体方法取决于所使用的汇编器和目标平台。以下是常见情况下的实现步骤和示例：
NASM（类Unix系统，ELF格式）
使用 section 指令定义段通过 section 关键字指定段名称和属性（如可执行 exec、可写 write 等）。
设置入口点确保入口标签（如 _start）在代码段中，并在链接时正确引用。
示例代码：
12345678910section .mytext exec ; 自定义代码段，属性为可执行global _start ; 声明入口点为全局符号_start: mov eax, 1 ; 系统调用号（exit） mov ebx, 42 ; 返回值 int 0x80 ; 触发中断section .mydata write ; 自定义数据段，属性为可写 msg db "Hello", 0 ; 示例数据
编译链接命令：
12nasm -f elf32 example.asm ...
Linux vmlinux二进制布局解析
Linux vmlinux中的二进制布局
Linux内核的vmlinux是未经压缩的ELF格式可执行文件，其二进制布局由链接脚本控制，主要分为以下几个关键部分：
1. ELF文件结构
ELF头部：描述文件的基本信息（如架构、入口点、程序头和节区头的位置）。
程序头表（Program Headers）：定义如何将段（如代码、数据）加载到内存。
节区（Sections）：实际代码、数据和其他信息的存储区域。
节区头表（Section Headers）：描述各节区的元数据（位于文件末尾）。
2. 核心节区布局代码段
**.text**：内核核心代码（如调度、内存管理）。
**.text.head**（某些架构）：启动相关代码（如x86的实模式初始化）。
**.init.text**：初始化阶段代码，完成后可能被释放。
只读数据
**.rodata**：只读数据（如字符串常量、驱动名称）。
数据段
**.data**：已初始化的全局变量。
**.data..page_aligned**：页面对齐的全局数据（如页表）。
未初始化数据
**.bss**：未初始化的全局变量，文件不占空间 ...
Linux签名证书存储位置解析
Linux 签名的证书是放在vmlinux的哪个位置
在 Linux 内核中，签名相关的证书（如用于验证内核模块或支持安全启动的证书）通常存储在 特定的 ELF 段 中。以下是具体位置和验证方法：
1. 证书的存储位置
模块签名证书：当内核启用 **CONFIG_MODULE_SIG**（模块签名验证）时，用于验证模块的公钥证书会被编译到内核的 .rodata 或 .certs 段 中。
使用 readelf 或 objdump 查看：1readelf -S vmlinux | grep -E "certs|rodata"
证书通常以 PEM 格式 嵌入，可通过 hexdump 或内核符号表查找具体位置。
安全启动证书（Secure Boot）：若内核通过 UEFI 安全启动签名（如使用 sbsign 工具），签名信息（证书、签名本身）会附加在 PE/COFF 格式的尾部（如 vmlinuz 文件），而非原始的 ELF 格式 vmlinux。
2. 验证方法
查看证书段：
1readelf -x .certs vmlinux # 提取 ...
modprobe参数及使用方法详解
modprobe各参数用法
modprobe 是 Linux 系统中用于加载和卸载内核模块的工具，它会自动处理模块的依赖关系。以下是 modprobe 的常用参数及其用法说明：
常用参数
-v 或 --verbose详细模式：显示命令执行过程中的详细信息（例如加载的依赖模块）。
1sudo modprobe -v module_name
-r 或 --remove卸载模块：移除指定的模块及其依赖的未使用模块。
1sudo modprobe -r module_name
-l 或 --list列出所有可用模块（在旧版本中有效，新版本可能已弃用，改用 find /lib/modules/$(uname -r) -name '*.ko'）。
1sudo modprobe -l
--show-depends显示模块的依赖关系：列出加载该模块前需要先加载的依赖模块。
1sudo modprobe --show-depends module_name
-n 或 --dry-run模拟执行：显示将要执行的操作，但不实际加载或卸载模块。
1sudo mod ...
根据地址反汇编代码步骤详解
Call trace根据地址反汇编得到代码
根据地址反汇编代码是分析程序崩溃、调试或逆向工程中常见的操作。以下是详细步骤和示例：
1. 获取 Call Trace 中的地址Call Trace（调用堆栈）通常如下形式，地址可能是虚拟内存地址（如 0x7ffff7ab12a0）：
12#0 0x00007ffff7ab12a0 in ?? ()#1 0x00005555555551b9 in main ()
2. 确定地址对应的二进制文件Linux/macOS
使用 objdump、GDB 或 addr2line 定位地址归属：12345# 查看进程内存映射（需进程 PID）cat /proc/<PID>/maps# 或通过二进制文件直接检查地址范围objdump -x ./your_program | grep "LOAD"
Windows
使用 WinDbg 或 Process Explorer 查看模块基地址。
3. 计算文件中的偏移量
公式：文件偏移 = 虚拟地址 (VA) - 基地址 (ImageBase&#x ...
Shell命令执行时长分析工具总结
shell中分析各个命令执行时长的工具
在Shell中分析各个命令的执行时长，可以使用以下工具和方法：
1. 内置 time 命令
功能：测量单个命令的执行时间。
用法：1time your_command
注意：Bash内置的 time 和 GNU time（通常为 /usr/bin/time）输出格式不同。GNU 版本支持更多详细信息：1/usr/bin/time -v your_command
2. Bash 调试模式 + 时间戳
功能：记录脚本中每个命令的执行时间。
步骤：
修改 PS4 变量以包含时间戳。
启用调试模式 set -x。12345678910#!/bin/bashPS4='+[$(date "+%T.%N")] ' # 设置时间戳格式exec 2> time.log # 重定向调试输出到文件set -x # 启用调试模式# 示例命令lssleep 1set +x # 关闭调试模式
分析：需手动处理 ...
Linux modprobe驱动性能优化方法
Linux modprobe插入驱动性能优化方法
在 Linux 系统中，使用 modprobe 插入驱动模块时的性能优化可以从多个层面入手，包括内核模块参数调整、并行加载策略、依赖关系优化等。以下是详细的优化方法：
1. 模块参数调优内核模块在加载时可以通过参数调整其行为，优化性能或减少初始化延迟：
查看可用参数：使用 modinfo <模块名> 查看模块支持的参数。
配置参数：在 /etc/modprobe.d/ 目录下创建 .conf 文件（如 tuning.conf），设置模块参数：1234# 示例：调整网络驱动 rx/tx 队列长度options ixgbe RSS=4,4 LRO=1# 示例：关闭调试日志options usb_storage debug=0
2. 并行加载模块默认情况下，模块按顺序加载依赖项。对于无依赖关系的模块，可启用并行加载：
异步加载（async）：在 /etc/modprobe.d/async.conf 中配置：1options <模块名> async_probe=1
利用 systemd 并行：通过 system ...
Linux内核检查nokaslr启动参数方法
Linux内核中如何检查内核启动参数中是否包含nokaslr
在Linux内核中，检查内核启动参数是否包含nokaslr可以通过以下方法实现：
1. 用户空间检查（/proc/cmdline）在用户态中，直接查看 /proc/cmdline 文件内容：
1cat /proc/cmdline | grep -q "nokaslr" && echo "Found" || echo "Not found"
2. 内核代码中检查在内核源码或模块中，可以通过访问内核保存的启动参数字符串（saved_command_line）并搜索子串：
方法1：直接字符串匹配123456789101112131415#include <linux/string.h>#include <linux/init.h>extern char saved_command_line[]; // 声明外部变量// 在初始化函数中检查static int __init check_nokaslr(voi ...
Linux内存隔离后接口使用情况
Linux下通过soft_offline_page隔离后，哪些接口还可以使用对应的物理内存
在Linux系统中，使用soft_offline_page隔离内存页后，对应物理内存的可用性取决于操作结果：
成功迁移页面：
物理内存状态：原页面被释放回伙伴系统（Buddy System），标记为可用。
可使用的接口：所有常规内存分配接口（如用户空间的malloc、mmap，内核的kmalloc、get_free_pages等）可以重新分配该内存。此时物理内存被回收，后续访问是安全的。
迁移失败（标记为HWPoison）：
物理内存状态：页面被标记为硬件损坏（HWPoison），保留在系统中但不可用。
访问行为：任何访问尝试（用户态或内核态）将触发SIGBUS信号（用户进程）或内核错误（如VM_BUG_ON）。内存不会被再次分配，接口无法正常使用该内存。
总结：
若soft_offline_page成功迁移并释放页面，所有内存分配接口可重新使用该物理内存。
若失败且标记为HWPoison，所有访问接口均会触发错误，内存被永久隔离。
Linux内核中被标记为HWPoison的 ...
gettimeofday与settimeofday用法详解
gettimeofday和settimeofday的用法及示例
gettimeofday 和 settimeofday 是用于获取和设置系统时间的系统调用，适用于需要高精度时间操作的场景。以下是它们的详细用法及示例：
1. gettimeofday函数原型：123#include <sys/time.h>int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);
参数说明：
tv：指向 struct timeval 的指针，用于存储获取的时间（精确到微秒）。
tz：时区信息，通常已废弃，设置为 NULL。
struct timeval 结构：1234struct timeval { time_t tv_sec; // 秒（自 1970-01-01 00:00:00 UTC） suseconds_t tv_usec; // 微秒};
示例：获取当前时间1234567891011121314#include <sys/time.h>#include &l ...
Linux内核copy_from_user_page函数详解
Linux内核copy_from_user_page函数的用法及注意事项
copy_from_user_page 函数是 Linux 内核中用于从用户空间页面复制数据到内核空间的工具，通常与内存管理和驱动程序开发相关。以下是其用法及注意事项的详细说明：
函数用途
核心作用copy_from_user_page 用于从用户空间的锁定页面（如通过 get_user_pages 获取的页面）复制数据到内核空间的缓冲区。常见场景包括：
驱动程序需要直接访问用户空间内存（如 DMA 操作前准备数据）。
内核内存管理子系统处理缺页异常或页面迁移时。
典型调用路径该函数可能在内核的以下逻辑中调用：
文件系统或网络子系统处理用户缓冲区的数据。
驱动程序的 mmap 实现或自定义 I/O 操作。
函数原型函数原型可能因内核版本和架构不同而变化，典型形式如下：
12void copy_from_user_page(struct page *page, unsigned long vaddr, void *dst, const vo ...