我试图了解 Linux 用来调用系统调用的机制。特别是，我很难理解 VSDO 机制。它可以用来调用所有系统调用吗？进程内存中的vsdo页面和vsyscall页面有什么区别？他们总是在那里吗？
例如使用 cat /proc/self/maps ：
7fff32938000-7fff32939000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0 [vsyscall]
最好的，
【问题讨论】：
标签： linux-kernel x86 system-calls
vsyscall 和 vDSO 段是用于加速 Linux 中某些系统调用的两种机制。例如，gettimeoftheday 通常是通过这种机制调用的。引入的第一个机制是 vsyscall，它是作为一种执行特定系统调用的方式而添加的，这些调用不需要任何实际权限级别即可运行，以减少系统调用开销。按照前面的例子，gettimeofday 需要做的就是读取内核的当前时间。有些应用程序经常调用gettimeofday（例如生成时间戳），以至于它们甚至关心一点点开销。为了解决这个问题，内核将包含当前时间和快速gettimeofday 实现的页面映射到用户空间（即，只是一个读取保存到 vsyscall 中的时间的函数）。使用这种虚拟系统调用，C 库可以提供一个快速的gettimeofday，它没有经典系统调用模型INT 0x80 或SYSCALL 通常引入的内核空间和用户空间之间的上下文切换所带来的开销。
但是，这种vsyscall机制有一些限制：分配的内存很小，只允许4个系统调用，而且更重要和严重的是，vsyscall页面是静态的在每个进程中分配到相同的地址，因为 vsyscall 页面的位置是在内核 ABI 中确定的。 vsyscall 的这种静态分配损害了 Linux 常用的内存空间随机化所带来的好处。攻击者在利用堆栈溢出破坏应用程序后，可以使用任意参数从 vsyscall 页面调用系统调用。他所需要的只是系统调用的地址，因为它是静态分配的，所以很容易预测（如果您尝试再次运行您的命令，即使使用不同的应用程序，您会注意到 vsyscall 不变）。 最好删除或至少随机化 vsyscall 页面的位置以阻止此类攻击。不幸的是，应用程序依赖于该页面的存在和确切地址，因此无能为力。
此安全问题已通过将所有系统调用指令替换为特殊陷阱指令解决。试图调用 vsyscall 页面的应用程序将陷入内核，然后内核将在内核空间中模拟所需的虚拟系统调用。结果是一个内核系统调用模拟了一个虚拟系统调用，它被放在那里是为了避免内核系统调用。结果是一个 vsyscall 需要更长的时间来执行，但至关重要的是，它不会破坏现有的 ABI。在任何情况下，只有当应用程序尝试使用 vsyscall 页面而不是 vDSO 时，才会看到减速。 vDSO 提供与 vsyscall 相同的功能，同时克服了它的局限性。 vDSO（虚拟动态链接共享对象）是在用户空间分配的内存区域，它以安全的方式在用户空间公开一些内核功能。
引入此功能是为了解决由vsyscall 引起的安全威胁。
vDSO 是动态分配的，可以解决安全问题，并且可以有超过 4 个系统调用。 vDSO 链接是通过 glibc 库提供的。链接器将链接 glibc vDSO 功能，前提是此类例程具有随附的 vDSO 版本，例如 gettimeofday。当您的程序执行时，如果您的内核不支持 vDSO，则会进行传统的系统调用。
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